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L informazione consiste nellatto, nelleffetto dellinformare o dellinformarsi. Informare significa dare forma L'informazione, come concetto, è composta.

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5 L informazione consiste nellatto, nelleffetto dellinformare o dellinformarsi. Informare significa dare forma L'informazione, come concetto, è composta da contenuto e struttura. Il contenuto è rappresentato da testi, immagini, suoni, o da qualunque altro elemento che rappresenta l'oggetto della comunicazione. Per struttura si intende invece il modo in cui i contenuti sono organizzati. CHE COSA È LINFORMAZIONE? CHE COSA È LINFORMAZIONE? non la sappiamo definire con precisione da un punto di vista scientifico 4

6 I Media e la Scienza dellInformazione Il metodo del mondo dei media è quello di riuscire, per unefficace comunicazione, a fare spesso opere di astrazione, di generalizzazione e di sintesi molto forti. Per questo giornalismo e informatica non sono poi così diversi Linformatica è la scienza dellimmateriale, la scienza che gestisce come funziona il processo, che fa un bilancio generale dei flussi di informazione staccandosi provvisoriamente dallaspetto materiale, più concreto e contingente. 5

7 Che cosa vuol dire di preciso astrarre? 6

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9 Unastrazione valida per entrambi i casi precedenti. Un modello è il risultato di un processo di astrazione. 8

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11 Limportanza del linguaggio Il linguaggio utilizzato dallo scienziato assume un ruolo fondamentale perché preconfigura, ingabbia in anticipo, preinterpreta l'oggetto della propria indagine. William James, precursore delle scienze umane postmoderne, sostiene che un linguaggio neutrale non esiste né può esistere; 10

12 Limportanza del linguaggio a seconda delle scelte operate il linguaggio può portare a trascurare differenze, a uniformare dati a sostituire mere astrazioni ad atti o a situazioni concrete. 11

13 Wittgenstein, sintetizza tale posizione nel famoso aforisma: I limiti del mio linguaggio sono i limiti del mio mondo 12 Nel senso che non è possibile pensare alla realtà indipendentemente dal linguaggio. A questo punto si potrebbe concludere che semplicemente tutto è linguaggio; ma il fatto che qualcosa si mostri e sia indicibile conduce Wittgenstein in unaltra direzione: verso letica e verso il mistico, oltre i confini della logica. Questa seconda parte del Tractatus viene concepita nel 1916, dopo che Wittgenstein dalle retrovie viene trasferito in prima linea, e vive in prima persona e in modo drammatico la paura di essere ucciso. Noi sentiamo che, anche una volta che tutte le possibili domande scientifiche hanno avuto risposta, i nostri problemi vitali non sono ancora neppur toccati. Certo allora non resta più domanda alcuna; e appunto questa è la risposta

14 Una visione postmoderna pluralismo teorico e pragmatismo conoscitivo 13

15 Data l'impossibilità di stabilire una corrispondenza speculare fra fatti e verità, è preferibile unidea basata su una scelta pragmatica della conoscenza, nella quale le teorie diventano strumenti e non sono risposte definitive, le leggi vengono considerate non norme oggettive, ma approssimazioni da usare... 14

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25 Nel contesto della cultura cinese, il pensiero taoista rappresenta una liberazione dalle rigide regole della tradizione che si manifesta con la diffidenza per la conoscenza e il ragionamento convenzionali. Di Lao Tzu, autore del Tao Te Ching 24

26 Il Libro del Tao e della virtù (Tao Tê Ching) considerato come una delle vette del pensiero cinese è opera di Lao-tse (o Lao-tzu), nato intorno al 570 a. C. Ogni capitolo comincia di solito con qualche paradosso … a differenza della logica occidentale, la logica cinese prevede che la causa possa essere un effetto e un effetto possa essere una parte della causa: per i cinesi, ha scritto lo studioso Lyn Yutang, "causa ed effetto non sono aspetti successivi, ma solo aspetti simultanei della stessa verità". 25

27 Scienza interdisciplinare che si occupa di evidenziare e analizzare le analogie fra i sistemi di comunicazione e controllo negli organismi viventi e nelle macchine. Il termine, derivato dal greco kybernetiké techne (larte del pilotare), CHE COSA È LA CIBERNETICA larte del pilotare 26

28 I messaggi fra luomo e le macchine, fra le macchine e luomo, e fra macchine e macchine sono destinati ad avere una parte sempre più importante. Norbert Wiener ( ) Matematico statunitense e padre della cibernetica E così pure lentità informazione è destinata ad avere sempre più importanza, anzi ha già unimportanza decisiva. 27

29 Gli strumenti essenziali della cibernetica sono la teoria dellinformazione, la termodinamica e un massiccio uso di algoritmi per formalizzare e applicare i meccanismi di controllo. 28

30 Limportanza dellinterdisciplinarità Caratteristica principale della nuova scienza di Wiener è proprio linterdisciplinarità, la capacità di proporre un linguaggio, capace di interpretare unitariamente i risultati di parecchi dei tradizionali settori separati della scienza. I veri continuatori del lavoro di Wiener, non sono coloro che hanno proseguito una o più branche della cibernetica tradizionale, come la psicocibernetica, la bionica ecc., ma gli studiosi che si mantengono attenti alla portata generale del loro lavoro. Norbert Wiener 29

31 L'intelligenza per i cibernetici è costituita da informazione. È possibile quindi astrarre l'intelligenza dalla massa fisica del cervello che costituisce solamente il supporto di elaborazione dell'informazione. Un calcolatore sufficientemente potente potrebbe contenere, secondo i primi cibernetici, tutta l'intelligenza di un uomo. 30

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33 32 Il "connessionismo ritiene che per lo studio della mente non sia irrilevante la conoscenza dell'organo fisico che ne è la controparte e cioè il cervello. L'architettura mentale è concepita sul modello di una rete di unità di elaborazione sub-simboliche omogenee, relativamente semplici e dotate di proprietà fisiche. Tutte le unità sono collegate da nessi attraverso i quali passano attivazioni le quali possono eccitare o inibire i nodi della rete e modificare la rispondenza delle varie unità Ciò che è importante è che le unità comunicano tra loro in parallelo, cosicché l'intera rete è attraversata in ogni momento da vari flussi di attivazione. Secondo i connessionisti la conoscenza non è depositata in particolari rappresentazioni o processi, ma distribuita sull'intera rete. La rete recepisce gli stimoli assumendo una particolare schema di attività e tale schema può essere modificato sulla base di nuove esperienze.

34 Quando si osservano i comportamenti di qualunque essere vivente, o anche di una pianta, si ha la tendenza ad attribuire a questo essere vivente uno scopo. Ad esempio, cosa sta facendo quel cane? Sta cercando cibo. Cosa sta facendo quel topo? Sta cercando di scappare dal gatto. Cosa sta facendo quel bambino? Sta cercando di marinare la scuola così sta meglio. Quindi quando si osserva il comportamento di un animale quasi sempre è possibile spiegare il suo comportamento in termini di un qualche obiettivo. Nuova cibernetica e nuova IA 33

35 La cibernetica nasce da unanalisi di questo problema: di che cosa ha bisogno un essere vivente per comportasi in modo tale che io gli attribuisca uno scopo? La cibernetica tenta di creare delle macchine che si comportino in modo tale che gli si possa attribuire uno scopo. Studio come ho fatto la macchina, e forse il modo in cui ho fatto la macchina mi può insegnare qualcosa su come funziona lanimale 34

36 In un qualunque sistema di comunicazione vi è uninformazione iniziale o input, che mediante la codificazione viene trasformata in segnali (per es. le parole pronunciate al telefono vengono trasformate in onde elettriche), linformazione codificata viene trasmessa al destinatario, che la decodifica. Linformazione decodificata o output non è identica allinput iniziale, perché durante le operazioni di codificazione, trasmissione e decodificazione si sono verificate interferenze che hanno ridotto lintelligibilità del messaggio. 35

37 Tale fenomeno, che è analogo a quello dellentropia, viene quantificato mediante calcoli probabilistici simili a quelli usati dalla termodinamica, cosicché risulta possibile determinare e misurare il contenuto informativo di ogni messaggio in relazione al numero di simboli impiegati, alla loro combinazione e alle varie deformazioni. 36

38 In generale si ritiene che la quantità dinformazione è maggiore quanto più il messaggio è improbabile, mentre la quantità minima di informazione è data da un messaggio che permette due sole possibilità di scelta ugualmente probabili; questa scelta viene definita bit (binary digit) e costituisce lunità di misura dellinformazione. 37

39 Lipotesi da cui prende le mosse questa teoria, è che il passaggio da uno stato dignoranza a uno di conoscenza completa avviene in maniera progressiva, attraverso un processo di approssimazione che riduce, ad ogni passo, il grado di indeterminazione. Tale processo è dato da una serie di passi discreti per ognuno dei quali si può misurare il grado di indeterminazione. 38

40 Se linformazione completa corrisponde alla parola aia, dato lalfabeto italiano composto di 21 lettere, allinizio il grado dindeterminazione sarà 9261, pari a 21 3 (21x21x21, prodotto delle scelte possibili ad ogni passo, che sono appunto 21). 39

41 Dopo lidentificazione del primo simbolo, cioè a, restano 441 alternative, questa riduzione di indeterminazione viene convenzionalmente misurata come log (9261/441), generalizzando: log k – log h, dove k è il grado dindeterminazione prima dellinformazione e h è il grado di indeterminazione dopo linformazione. Lespressione log k, che rappresenta lindeterminazione precedente allatto informativo, viene detta entropia. 40

42 In che consiste un meccanismo di retroazione? Prima cè unazione, lanimale sta vivendo, misura il valore di una certa variabile, per esempio la temperatura corporea, poi questa informazione torna indietro al sistema che controlla i comportamenti dellanimale e lo aggiusta, in questo caso se è troppo caldo mette in atto un comportamento per cercare ombra. Meccanismi di retroazione feedback 41

43 Locchio della rana Voglio darvi un esempio tratto da un modello di Pitts e McClullen, che erano due dei pionieri della cibernetica, e che negli anni 40 hanno studiato come funziona la rana quando vuole catturare un insetto. Hanno studiato locchio della rana e, diversamente dagli studiosi di intelligenza artificiale, sono andati proprio a studiare fisicamente come funziona questocchio. 42

44 Sono andati a dissezionarlo hanno visto come e dove sono i nervi, come funziona il cervello della rana, ed hanno fatto degli esperimenti. Per la rana mangiare insetti è veramente vitale, se non ci riesce muore. Quindi deve avere un meccanismo di retroazione che quando ha fame mette in atto un meccanismo di ricerca del cibo. 43

45 Sono andati a dissezionarlo hanno visto come e dove sono i nervi, come funziona il cervello della rana, ed hanno fatto degli esperimenti. Per la rana mangiare insetti è veramente vitale, se non ci riesce muore. Quindi deve avere un meccanismo di retroazione che quando ha fame mette in atto un meccanismo di ricerca del cibo. 44

46 Pitts e McClullen hanno studiato come funziona questo meccanismo, e cosa hanno scoperto? Che la rana molto semplicemente ha un meccanismo che reagisce quando un oggetto piccolo attraversa il suo campo visivo, qualunque oggetto piccolo, non deve essere necessariamente una mosca. 45

47 Quando questo attraversa il campo visivo la rana calcola dove sta questo oggetto e mette in atto un semplice riflesso della lingua e spesso e volentieri, non sempre perché anche la rana fallisce, qualche volta, cattura linsetto. 46

48 Per la trasformazione di un determinato input in un determinato output esiste sempre uninfinità di algoritmi capaci di creare quella trasformazione e quindi il fatto di avere creato un modello che con successo trasforma gli input in output non significa minimamente che lanimale che sto osservando utilizza quel meccanismo, può darsi che stia utilizzando un meccanismo totalmente diverso. 47

49 Se dovessimo creare un robot per catturare insetti troveremmo la cosa molto, molto difficile, mentre la rana lo fa molto semplicemente con un meccanismo che già negli anni 40 Pitts e McClullen sono stati in grado di descrivere in dettaglio, hanno fatto un modello al calcolatore che può riprodurre questo comportamento. Ma qui possiamo notare delle differenze di fondo rispetto allintelligenza artificiale classica. Differenze dallIA classica 48

50 Nellintelligenza artificiale classica si rappresento i problemi in termini simbolici, quindi nel caso della rana avrei dovuto fare la descrizione simbolica del mondo che sta vedendo la rana, la creazione di questa descrizione è qualcosa di molto difficile a livello computazionale, alle volte impossibile, poi avrei dovuto manipolare quel mondo che ho rappresentato. 49

51 Locchio della rana non crea nessuna rappresentazione dellintero spazio che sta vedendo, non gli interessa, ha semplicemente un qualche cosa che si accende si/no, che dice se un oggetto piccolo si sta muovendo nel suo campo visivo, e se è sì manda un segnale diretto al muscolo giusto che fa estendere la lingua e siccome sta guardando nella direzione delloggetto la lingua arriva direttamente là dove deve arrivare. 50

52 Quindi la rana ha trovato una soluzione per il suo particolare problema, quello che essa trova nel suo habitat, ed è una soluzione sia molto intelligente sia molto semplice dal punto di vista computazionale, viene realizzata attraverso connessioni fisiche tra i sensori, locchio, e i muscoli. Quindi da nessuna parte nella rana trovo una macchina che legge in memoria, che elabora le informazioni, che fa modelli, che pianifica, tutto questo non cè, c'è una semplice azione riflessa organizzata in un modo che è anche facile riprodurre su un computer. Quindi la rana di fatto fa un calcolo molto più semplice dellidea che si farebbe un sostenitore dellintelligenza artificiale classica. Questo è empiricamente vero, è un fatto, non è unipotesi teorica. 51

53 Scopriamo neurologicamente che quando io immagino di uscire da quella finestra utilizzo gli stessi neuroni di quando realmente ci esco. Oggi per risolvere i problemi del tipo del comportamento della rana si procede in modo molto diverso dalla IA classica. I simboli non funzionano, dovremo tornare alla biologia, cioè osservare laspetto fisico del cervello, osservare ciò che viene attivato. 52 TEORIE E SISTEMI DI INTELLIGENZA ARTIFICIALE Prof. Richard WALKER Università di Napoli

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56 IA (o AI) CLASSICA il cervello elabora informazioni e anche il computer lo fa La mente viene essere assimilata ad un software che gira nel cervello. Il cervello è una macchina che elabora informazioni il cervello è una macchina di Turing 55

57 La data di nascita ufficiale dellIntelligenza Artificiale è lagosto del 1956, anno in cui il matematico John McCarthy organizza un seminario incentrato sullipotesi che: "ogni aspetto dellapprendimento o ogni altra caratteristica dellintelligenza possono essere, in linea di principio, descritti in modo così preciso da poter essere simulati mediante una macchina. 56

58 Nel documento originale non si parla di computer autocoscienti, di robot capaci di provare sentimenti, più modestamente, lintenzione è quella di studiare come costruire macchine che usino il linguaggio, formino astrazioni e concetti, risolvano classi di problemi ora riservati agli umani, migliorino se stesse. In particolare sono convinti che le macchine potranno un giorno svolgere funzioni umane tradizionalmente ritenute intelligenti. 57

59 Linformazione è importante sì, ma poco conosciuta Molti dicono che linformazione è fondamentale tanto quanto la materia, lenergia, lo spazio, il tempo …, che è unimportante entità della quale non si può fare a meno. Che cosa sia linformazione è però una cosa poco consolidata. Di concetti di informazione ce ne sono tre. 58

60 Shannon Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a distinguere questo messaggio da nientaltro, e questo ha a che fare con il concetto di probabilità. Una definizione è quella di Shannon: una cosa è tanto più informativa quanto meno probabile. Se alla fine penso che non mi abbiano detto niente, è perché non sono riuscito a distinguere questo messaggio da nientaltro, e questo ha a che fare con il concetto di probabilità. Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci dice, ad esempio, Questa tipo di definizione però a noi non serve perché non ci dice, ad esempio, quando uninformazione è più complessa, quando uninformazione è più complessa, né ci sa dire quando è più profonda. né ci sa dire quando è più profonda. Per non parlare poi del concetto di informazione utile: richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare linformazione. Per non parlare poi del concetto di informazione utile: richiederebbe di poter avere un modo di pesare e vagliare linformazione. 59

61 Kolmogorov La definizione di Kolmogorov: riguarda la complessità dellinformazione e si basa profondamente sul concetto di MdT. Una sequenza di numeri è tanto più interessante quanto più complesso deve essere il programma che me la genera. Se uno mi dà uninformazione molto banale …, una sequenza alternata di zero e uno, il programma che mi genera questa sequenza è molto più breve della sequenza di numeri. Kolmogorov dà una definizione che sostiene appunto che una informazione, una sequenza è complessa, se la sua lunghezza è confrontabile con quella della più piccola MdT che la genera. 60

62 Questo appena esposto è un altro concetto di informazione, una bellissima definizione che riguarda la complessità di calcolo. Con questa definizione però si apre la strada a problemi di varia natura. Si può infatti quasi definire il concetto di sequenza di numeri a caso. Si apre così un universo di problemi tutti indecidibili perché non si può mai esser certi che una sequenza è effettivamente a caso. Si possono in effetti replicare alcuni paradossi logici fondamentali. 61

63 Bennett Vi do unultima definizione di informazione, quella di Bennett, che riguarda la profondità. Una sequenza è tanto più profonda quanto maggiore è il tempo di calcolo che ci mette la più piccola MdT che la può generare. 62

64 Quale delle tre? Quale di queste tre nozioni di informazione è quella che preferiamo? Ne dovremo inventare delle nuove?. Senza dubbio. Dovremo cercare di capire meglio, di afferrare il concetto di informazione. Prof. F. Honsell 63

65 Limportanza dellinformazione Anche se non esistessero i computer, la teoria dellinformazione rimarrebbe sempre la terza grande rivoluzione della fisica del XX secolo. Ogni essere vivente sulla terra è una creatura fatta di informazione. Ogni particella delluniverso, ogni elettrone, ogni atomo … è pieno di informazione. 64

66 65 Boltzmann e lo scorrere del tempo Pensiamo a una tazzina di caffè che cade per terra e si rompe sparpagliando il suo contenuto. In un film proiettato allindietro si vedrebbero i cocci e il liquido, sparpagliati per terra, avvicinarsi tra di loro, ricomporre la tazza con il caffè fumante dentro, che salirebbe da dove è caduto, raccogliendo nellascesa le ultime gocce che rientrano affannate, e infine dalla tazza riemergerebbe la zolletta di zucchero bella asciutta per saltare in mano a chi ve laveva messa.

67 66 Le leggi fondamentali della fisica sono simmetriche rispetto allo scorrere del tempo La tazzina che si ricompone e va verso lalto, non viola nessuna legge della meccanica. Boltzmann fu il primo a dare una possibile spiegazione a questo paradosso Perché non accade?

68 67 Lacqua di una pentola messa sul fuoco … potrebbe non scaldarsi … Secondo lidea di Boltzmann esiste un numero eccezionalmente grande di possibili successioni di interazioni, impercettibilmente diverse tra loro, che descrivono la caduta e la rottura della tazzina, mentre ne esiste sostanzialmente una sola che descrive il processo inverso. La ricomposizione è quindi un evento poco probabile, ma anche …

69 68 Lenergia si degrada non è tutta riutilizzabile Anche se è vero che il pavimento e i pezzi di tazza hanno ricevuto nellurto una certa quantità di energia che sarebbe esattamente quella necessaria per ricomporre la tazza, farvi ritornare dentro il caffè e farla risalire sul tavolo, però – questa energia è stata data agli atomi in forma irregolare disordinata e quindi – dal punto di vista macroscopico non dà luogo a movimento, ma solo a riscaldamento.

70 69 … e lentropia? La misura termodinamica del livello di probabilità di uno stato macroscopico è descritta dalla variabile entropia. Lirreversibilità è la proprietà chiave dellentropia. – La collisione di due atomi è reversibile: la collisione inversa è altrettanto valida e probabile di quella diretta (come per le palle da biliardo) – Il moto collettivo degli atomi è irreversibile Noi siamo fatti da una quantità enorme di atomi, quindi … esiste una freccia del tempo

71 70 … e linformazione? Entropia e informazione sono strettamente legate Lidea centrale della teoria dellinformazione è lentropia lentropia è una misura dellinformazione come è possibile che linformazione, la risposta a una domanda, sia legata allentropia, ossia alla misura dellimprobabilità di una data configurazione del contenuto di un recipiente?

72 71 Lentropia di un terno al lotto Tutte le cinquine che non contengono il terno giocato sono lanalogo degli stati disordinati di un sistema: sono altamente probabili, cioè è molto probabile che ne esca una. – Hanno quindi elevata entropia Il terno giocato rappresenta lo stato ordinato del sistema, a bassissima entropia: inutile illudersi infatti perché molto probabilmente non uscirà. Vengono ignorate le differenze tra le cinquine che non contengono il terno giocato: sono tutte, si potrebbe dire, sfigate, anche se ognuna di loro è poco probabile tanto quanto quella giocata. Però quelle sfigate, cioè quelle che non contengono il terno giocato, considerate nel loro insieme, sono altamente probabili: una vale laltra per quel che riguarda il giocatore.

73 72 Se mi vengono comunicate le cinquine uscite, mi viene comunicata molta informazione, infatti la mia non informazione, il mio grado di incertezza, era molto elevato prima che io sapessi quale effettivamente è uscita. In questo senso lentropia, lincertezza, linformazione di Shannon coincidono con lentropia di Boltzmann.

74 73 Il nucleo della Teoria di Einstein Il nucleo è che linformazione non può viaggiare più veloce della luce – Non è vero che una particella, o un oggetto non può viaggiare più veloce della luce – È invece certo che non può essere trasmessa informazione con velocità superiore a quella della luce

75 La minaccia dellentanglement Il conflitto tra Relatività e Meccanica Quantistica continua a scuotere la fisica dalle fondamenta e gli scienziati di tutto il mondo stanno cercando di capirne le conseguenze. Lidea di entanglement minaccia di scardinare il limite della velocità della luce sul trasferimento dellinformazione e cioè minaccia di scardinare il cuore della Relatività. 74

76 Conflitto tra TR e MQ 75 TR si basa sul continuo MQ si basa sul discreto Due regimi molto diversi tra di loro e che non si sovrappongono quasi mai Lentanglement … però e anche i buchi neri creano grossi problemi Gisin e colleghi S227 … – Difficoltà di descrivere lentanglement in termini di scambio di messaggi: non si sa chi lo spedisce e chi lo riceve, ma viene comunque recapitato. Viene a cadere la causalità, tra le due non cè una relazione causale e non ha senso il prima e il dopo. – Non si può utilizzare lentanglement per trasferire informazione alla sua compagna a velocità superiore a quella della luce. – Tutto ciò è conseguenza della struttura matematica della teoria quantistica, ma lintuizione fisica …

77 Salve le leggi dellinformazione Se usate coppie EPR per trasmettere un bit quantistico di informazione, non state violando il divieto di trasferire informazione istantaneamente? No perché il teletrasporto ha bisogno di trasferire dal mittente al destinatario anche uninformazione classica, due bit classici che non possono viaggiare più veloci della luce. Senza i bit classici è impossibile sapere come fare a ricostruire il qubit sulla particella bersaglio. S233 76

78 Anche se il meccanismo usato dal teletrasporto quantistico per trasferire lo stato quantico di un atomo a un altro atomo è la fantomatica azione a distanza, linformazione effettiva sullatomo, quella che arriva al ricercatore, non può spostarsi da un luogo allaltro a una velocità superiore a quella della luce. Nonostante la stranezza della misteriosa azione a distanza dellentanglement, il divieto einsteiniano di trasmettere informazione a velocità maggiori di quella della luce resiste inviolato. 77

79 Gli stati quantici collassano istantaneamente, ignorando il rilievo dato da Einstein ai concetti di causalità, di prima e dopo (viene a cadere il principio di causalità, causa-effetto) E la cospirazione misteriosa dellentanglement resta oscura come prima. Gli scienziati non hanno ancora capito lentanglement ma le leggi dellinformazione sembrano immuni dal pericolo 78

80 Il mondo è unologramma? Un ologramma è un tipo di immagine particolare che sfrutta le proprietà ondulatorie della luce per realizzare un particolare tipo di fotografia, unimmagine tridimensionale di un oggetto. Pur essendo registrato su un substrato bidimensionale, come un pezzo di pellicola o una lamina, nellologramma è codificata tutta linformazione tridimensionale. Supponiamo che sia fotografato un dado. Camminando intorno allologramma vedremmo tutte le facce dei dadi, impossibile con una foto ordinaria. 79

81 LUniverso in un grano di sabbia? La teoria definitiva non può riguardare i campi, e neppure lo spazio-tempo, ma lo scambio di informazione tra processi fisici Anche un briciolo di materia, teoricamente, può immaganizzare una quantità astronomica di informazione. 80

82 Al concetto di Informazione è stata data una sistemazione formale da Shannon nel 1948 nella teoria matematica dellinformazione. La teoria dell'informazione di Claude Shannon ha ormai più di cinquant'anni. Oggi l impostazione di Shannon sembra ormai superata. Siamo alla presenza di una nuova iniziale teoria dell'informazione, che andrà ben al di là? 81

83 LINFORMAZIONE QUANTISTICA La natura dell'informazione trasportata da una particella quantistica si rivela nuova e diversa da quella che può essere immagazzinata classicamente in un qualunque modo (bit su un hard disk, correnti in un microchip, segnali in una fibra ottica, onde radio via satellite o lettere su un foglio di carta). Il compito degli scienziati è quello di analizzare come è possibile sfruttare in modo vantaggioso proprio le peculiarità di questo tipo di informazione. 82

84 QUBIT, informazione originaria BIT, informazione codificata EBIT, mutua informazione Storicamente si è passati dal bit della Teoria dell'Informazione Classica, al qubit che fa parte della Teoria dell'Informazione Quantistica. 83

85 Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile corrisponde al cosiddetto bit che può assumere valori di 1 (Vero) o 0 (Falso). Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati nel linguaggio aritmetico in 0 e 1. Nei calcolatori quantistici invece le informazioni saranno memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip come sul calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o gruppi di questi. In questo caso, le leggi delle meccanica quantistica comportano che oltre agli stati 1 e 0 è possible anche uno terzo stato, uno stato intermedio o indeterminato, che non può essere considerato né 1 né 0. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo rispetto al bit attuale. 84

86 Ontologicamente si passa dalla ricchezza dell'infinita informazione potenziale dei qubit alla misura, all'evento. Dalle infinite potenzialità, tutte contemporaneamente presenti, emerge levento, si genera la separazione, il singolo. 85

87 Dall infinita potenzialità nasce il Mondo, come una delle possibilità. La stabilità della materia si genera con la creazione di strutture che si formano tramite vincoli, regole, che limitano la libertà di essere, ma proprio limitando la libertà di essere, creano la realtà che osserviamo, e le strutture di questa realtà risultano essere informazione codificata in bit. 86

88 La separazione, levento, avviene mediante uninterdipendenza tra eventi ed in questo senso non è separazione ma rappresenta ununità, uninseparabilità. Lebit è fondamentale per la Quantum Information e rappresenta la mutua informazione (entanglement) tra qubit. 87 QIS

89 Linterpretazione di Copenaghen Secondo tale interpretazione Latto dellosservazione era mal definito. Una domanda sorgeva spontanea: uno strumento scientifico farebbe collassare la funzione donda, oppure è necessario un osservatore cosciente? A tale questione non si dava alcuna risposta. 88

90 Non era neanche chiaro se la funzione donda, a qualche livello, è un oggetto fisico, o se si tratta solo di un artefatto matematico che non ha un corrispettivo fisico vero e proprio. Anche se la funzione donda ci dice di sì, ci si chiede lelettrone si trova veramente in due posti diversi, o è solo una questione puramente matematica? Non cera una scelta obbligata da fare, ognuno poteva scegliere come voleva. Linterpretazione di Copenaghen non prendeva posizione 89

91 Interpretazioni alternative a quella di Copenaghen Ci sono molte interpretazioni alternative a quella di Copenaghen, interpretazioni che sposano punti di vista molto diversi e osano senza timore uninterpretazione in termini di realtà. Tutte queste interpretazioni creano però tanti problemi, almeno tanti quanti sono quelli risolti. Uninterpretazione però, tra queste, sta guadagnando terreno … ma anche questa porta con sé un pesante fardello … 90

92 Il multiverso Se accettate tale possibilità, allora la teoria dei quanti comincia ad avere anche un senso fisico, e linformazione diventa parte integrante della struttura dello spazio-tempo Fu concepita da Everett nel 1957: linterpretazione a molti mondi Everett afferma che la funzione donda è un oggetto reale e quando essa afferma che lelettrone è in due posti diversi, vuol dire che è veramente in due posti contemporaneamente. 91

93 92 A differenza di tutte le altre varianti non cè un vero e proprio collasso della funzione donda. Quando linformazione sfugge dallelettrone in sovrapposizione, quando qualcuno misura se lelettrone è a destra o a sinistra, lelettrone sceglie … luna o laltra possibilità. Ci riesce alterando la struttura delluniverso con laiuto dellinformazione. Pensiamo al nostro universo come a un sottile foglio trasparente …

94 93 Su quel foglio se ne sta tranquillo un oggetto in sovrapposizione, esistendo simultaneamente in due posti diversi. Quando qualcuno acquisisce informazione sulla particella, ad esempio colpendola con un fotone, losservatore vedrà lelettrone a sinistra o a destra, e non in entrambe le posizioni. Un seguace di C. dirà che la funzione donda collassa in quel punto; lelettrone sceglie di stare a sinistra o a destra.

95 94 Un adepto dei molti mondi direbbe che luniverso si biforca. Luniverso ora è formato da due fogli incollati insieme. Quando linformazione sulla posizione dellelettrone si diffonde essa mostra che luniverso è duplice. In uno dei due universi lelettrone si trova a destra, nellaltro a sinistra. In uno dei due universi un osservatore lha misurato a destra, nellaltro a sinistra. Le due copie osservatore-particella ora abitano mondi diversi, non sanno luno dellaltro, e non possono più interagire, non possono più scambiare informazione. Il multiverso permette di spiegare anche lentanglement Luniverso si biforca

96 95 La sovrapposizione nel multiverso Un multiverso che si biforca a causa dello scambio di informazione, permette di spiegare anche la fantomatica azione a distanza delle particelle entangled

97 96 Una coppia EPR nel multiverso

98 97 Luniverso è un computer? Elabora informazione Nel 2001, Seth Lioyd, il fisico che identificò nel buco nero lultima frontiera dei computer, seguì una logica simile per dedurre quante operazioni potrebbe aver fatto luniverso visibile operazioni Nel 2004 Krauss fece laltra metà del calcolo e disse che gliene restavano da fare più o meno altrettante.

99 98 La vita si basa sullelaborazione dellinformazione e quindi non può che essere finita.

100 99 Tutto avrà termine Linformazione immagazzinata e conservata verrà dispersa in maniera irreversibile, tutta la nostra civiltà andrà perduta. Anche se non potrà mai essere veramente distrutta, linformazione sarà dispersa, inutilizzabile nel cosmo buio e senza vita. Questinformazione così preziosa, capace di illuminare i misteri più oscuri delluniverso, porta con sé i semi della propria distruzione.

101 100 1.Ciò che uno vede fa risuonare nel cervello la stessa azione. Una scimmia vede unaltra scimmia, in una stanza attigua, afferrare il cibo e portarselo alla bocca. La prima scimmia non può fare altro che assistere allo spettacolo della seconda che mangia, e ogni volta si sente la stessa scarica del neurone, lo stesso, il neurone grasping, il neurone dellafferramento, quello che dà la scarica nella scimmia che afferra il cibo. 2.Se rompo un pezzo di carta di fronte alla scimmia, la scimmia attiva un neurone mirror. Se metto tra me e la scimmia uno schermo che le impedisce di vedere e riproduco lo stesso rumore, ottengo la stessa risposta.

102 101 I nostri esperimenti indicano che la semantica può essere compresa anche mediante gesti … questa gestualità potrebbe essere allorigine del linguaggio, giacché non si tratta di un sistema di accordo, di convenzione, ma di un sistema naturale, legato a ogni individuo, il linguaggio invece è una convenzione. La parola cane è diversa nelle varie lingue, eppure deve esserci stato un inizio. Non è possibile che gli uomini primitivi si siano messi daccordo per dare nomi alle cose. Devesserci stato un processo evolutivo mediante qualcosa che era facilmente capibile da una persona A e anche da una persona B.

103 102 … IL GESTO è CAPITO IMMEDIATAMENTE. Se allungo una mano per prendere il bicchiere, voi capite che cosa faccio, non occorre che ci mettiamo daccordo. La base comune condivisa non è quindi il linguaggio verbale, ma il linguaggio dei gesti. Il linguaggio dei gesti occupa le stesse aree cerebrali del linguaggio. Sulla sintassi per adesso non abbiamo dati neurofisiologici… per ora è un terreno tabù.

104 103 Il cervello umano può contenere fino a 5 volte la quantità di informazioni racchiuse dallEnciclopedia Britannica. Per mantenersi efficiente il nostro cervello è in continua ristrutturazione. È in grado infatti di cambiare continuamente circuiti e funzioni che vengono meno perché danneggiati o invecchiati; un lavorio che implica la possibilità di produrre 500 nuove cellule ogni ora e di sostituire fino all80% dei propri interruttori in un mese

105 104 Finalmente, grazie alle neuroimmagini, cioè ora possibile studiare la relazione tra mente e cervello nel cervello sano. Sappiamo che il linguaggio è nel cervello, che la memoria è nel cervello, e, anche senza essere dei fanatici riduzionisti, dobbiamo accettare che le nostre funzioni cognitive e quelle che chiamiamo coscienza non si trovano in altri distretti corporei. Senza nulla tohgliereallinterazione con lambiente e a molti altri fattori culturali, oggi possiamo dire che il comportamento è un fenomeno del nostro cervello.

106 105 Filosofi e neuroscienziati sono alla ricerca di quelli che chiamano correlati neuronali della coscienza Vengo dalla filosofia, il mio percorso passa per il cartesiano cogito ergo sum, ma quando un giorno del 1978 vidi sulla copertina di una rivista una delle prime immagini del cervello, pensai: questo cambia tutto. Ora ci sono immagini del cervello che lavora. È un passaggio che ci permetterà di distinguere limmaginazione dalla percezione, lintenzione dalla memoria, e nessun filosofo potrà tenerne il passo. Oggi è possibile, per esempio, arrivare a una macchina della verità abbastanza affidabile, basata sullo scanner cerebrale

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108 107 Mettere il comportamento, la memoria, il linguaggio, le emozioni in relazione alle attività del cervello significa semplicemente rendere conto di 2500 anni di osservazione che portano in quella direzione. … I nostri momenti intellettuali e spirituali non vengono minimamente intaccati dallavere una base biologica-fisica

109 108 Se la mente consiste nella componente informazionale di un corpo umano, così come è possibile la sopravvivenza di un organo senza il resto del corpo cui appartiene se i suoi scambi metabolici vengono garantiti, così anche per la mente dovrebbe essere possibile la sopravvivenza se lo sono i suoi scambi dinformazione BASTI

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111 Esperimento realizzato da Vladimir Poponin biologo quantistico Esiste una tipologia di energia, meglio dire un nuovo campo, che in passato non è stata riconosciuta Le cellule / il DNA influenzano la vibrazione della luce, attraverso questa nuova forma di energia, preferibile questo nuovo campo. 110

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114 Tecnologia interiore Tecniche per sviluppare lemotività coerente 113

115 Cè qualcosa là fuori: la matrix di unenergia che collega ogni singola cosa con tutto ciò che esiste nelluniverso. Il nostro DNA ci fa accedere allenergia che unisce luniverso e lemozione umana costituisce la chiave di accesso a quel campo. 114

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118 E se il segnale di un fotone non dovesse mai viaggiare per raggiungere laltro? È forse possibile che si viva in un universo dove le informazioni fra fotoni, le preghiere dirette ai nostri cari, e il nostro desiderio di pace per un luogo situato dallaltra parte del globo, non abbiano bisogno di essere trasportati da nessuna parte per essere ricevuti? 117

119 Lantico Sutra di Avata Saka del buddismo Mahayana descrive una meravigliosa rete di energia che unisce tutto ciò che esiste nel cosmo. Questa rete, non solo collega tutto, ma ogni suo punto riflette anche tutti gli altri. La rete della matrix oltre a essere luniverso, lo contiene e gli conferisce qualità olografiche. 118

120 Il principio olografico promette che tutto ciò di cui abbiamo bisogno per sopravvivere e crescere è già con noi, ovunque, sempre … dalla semplicità di un singolo filo derba alla complessità del corpo umano. 119

121 Newton aveva scritto una mole notevole di manoscritti di alchimia rimasti ignorati fino al Newton parte da una rigorosa analisi dei fatti empirici, e si avvicina progressivamente a forme di spiegazione occulta in grado di sciogliere problemi e difficoltà incontrati nel corso della ricerca. Daltro canto non è una vera e propria trasfigurazione alchemica quella che compie Newton quando fa coincidere lo spazio fisico con quello euclideo della geometria? E la forza di gravità che mette in rapporto istantaneamente corpi tra loro lontanissimi? 120

122 Ma anche nellilluministico Settecento si aprono vuoti che lasciano filtrare elementi riconducibili a concetti magici. Si diffonde lo spiritismo, come possibilità di incontro con i trapassati, in cui credeva anche lemblema del razionalismo settecentesco, Voltaire. Accanto allilluminismo razionalista e laico, cresce nel corso del secolo la convinzione che non sia affatto impossibile comunicare con le grandi anime dei trapassati. 121

123 Ogni esperienza è spiegabile solo tramite la magia. LIo non è semplice naturalità. È esso stesso un opera darte. Il mistero è verità di ogni cosa. Si è maghi nella misura in cui si sappia vivificare tutto. Il vero sapiente in Novalis, non è chi diminuisce progressivamente lambito dellignoto. No. È colui che sa evidenziare in ogni spiegazione, in ogni conoscenza, quello che in essa vive e pulsa della sua costitutiva indeterminatezza e inconoscibilità. 122

124 Non conoscere ma vivificare. Non si conosce se non quello che si fa mentre lo si fa. Poiché il nesso universale che collega tutto, facendo sì che ogni visibile sia unito allinvisibile, ludibile al non udibile, il sensibile al non sensibile, non esiste mai di fatto, non esiste mai comefatto. Ma sempre e solamente come qualcosa che deve esistere. 123

125 Dal cielo stellato, questa sublime volta del regno minerale, fino al tappeto increspato dun prato variopinto, tutte le cose si conservano, vengono collegate a noi, e rese comprensibili, e il corso ignoto dellinfinita storia naturale viene deviato fino alla trasfigurazione )

126 … convinti delle infinite potenzialità inscritte nella sapienza degli antichi maghi e alchimisti, e quindi dei mistici e di tutti coloro che avevano saputo custodire con tanta attenzione e rigore conoscitivo la parte umbratile di unesistenza umana mai risolvibile nelle figure così nettamente e univocamente disegnate dallabbagliante luce della razionalità … 125

127 126 il termine protoscienza viene usato generalmente per definire un campo di ricerca che non si è ancora sviluppato fino a diventare una disciplina scientifica

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129 128 Charles Seife La scoperta delluniverso I misteri del cosmo alla luce della teoria dellinformazione 2006, Bollati Boringhieri A cura di Edoardo Boncinelli Gianvito Martino Il cervello La scatola delle meraviglie Ott 2008, Editrice San Raffaele Gregg Braden La MATRIX DIVINA I ed 2007, IV ristampa febbraio 2009 Massimo Donà Magia e Filosofia 2004, Tascabili Bompiani


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