Bruno Giorgini: Parlando col cielo

Dopo cinque anni di costruzione, il più grande radiotelescopio del mondo (nella foto in alto)  è pronto a scrutare il cielo. Si chiama Fast (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope), è composto da 4450 pannelli riflettenti e vanta una dimensione pari a 30 campi da calcio. La sua costruzione non è durata molto: l’installazione dei riflettori è iniziata nell’agosto 2015 e in 11 mesi sono stati montati su una struttura parabolica 4273 segmenti triangolari e altri 177 di forma speciale. Il Fast è largo 500 metri e, oltre ad avere un’apertura maggiore, è anche molto più preciso e può osservare una fetta maggiore della volta celeste. “Fast permetterà agli astronomi cinesi di ottenere un gran numero di risultati scientifici, come rilevare l’idrogeno neutro nella Via Lattea oppure osservare le stelle pulsar deboli e ascoltare eventuali segnali da civiltà extraterrestri tecnologicamente avanzate” ha spiegato con orgoglio Nan Rendong, capo scientifico dello strumento.  L’idea di costruire il telescopio risale al 1994. Dopo dieci anni di ricerca, gli scienziati cinesi decisero che il sito ideale per ospitare la struttura era a Dawodang, nella provincia di Guizhou, un’area famosa per le montagne schermate naturalmente dalle interferenze radio.[Notizie diffuse il 13 luglio 2016]

Racconta Melville che quando Ismaele ha in uggia il mondo terrestre, cheto cheto si mette in mare, per vedere la parte acquea del mondo. Da dove emerge e insorge terrificante Moby Dick. Mito e ossessione, luogo dell’inconscio e misterioso essere degli abissi, là dove la vita s’annida più misteriosa, nascendo dall’acqua. Da sempre gli umani stanchi del trapestio dei piedi incollati a terra, alzano gli occhi al cielo, luogo delle stelle, spesso dei nostri sogni fantasticando l’infinito e favolosi incontri cogli angeli, con nuovi mondi, con altri viventi, extraterrestri.

1. Dalle origini fino alla soglia dell’IA

Ne nascono poemi, romanzi avventurosi e/o fantascientifici, film nonchè i moderni radiotelescopi che investigano appunto le profondità del cielo, lo spaziotempo in cui siamo immersi. Ultimo arrivato nel mese di Luglio il radiotelescopio cinese, uno dei più grandi e perfomanti, dedicato tra l’altro alla ricerca di segnali “intelligenti” di orgine extraterrestre. Inoltre chiedendoci noi umani come possiamo, potremmo, comunicare con le eventuali, probabili per alcuni, forme di vita presenti nel cielo, nell’universo, si apre inaspettata una strada che può portarci fino alla moderna intelligenza artificiale. Strada tracciata e percorsa da Finn Brunton, dell’Università di New York, Dipartimento di Media Cultura e Comunicazione.  Qui ne darò parzialmente conto, con l’avvertenza che per quanto attiene le opinioni, ne sono l’unico responsabile. Innazitutto la questione scientifica, il problema. Noi dobbiamo strutturare un segnale, meglio: una collezione di segnali, in grado di raggiungere gli angoli più riposti e lontani del nostro universo osservabile, e comprensibili da una intelligenza anche elementare. Viceversa dobbiamo definire sulla terra un sistema di ricezione e decodifica semplice dei segnali, e nel contempo in grado di affrontare tutta la complessità della decrittazione di una qualunque sequenza di informazioni. Questo protocollo, e la procedura conseguente,  è sotteso dalla convinzione profonda che la scienza matematica, il linguaggio dei numeri, sia universale, valido in tutto il cosmo., e che qualunque intelligenza, anche non antropomorfa, abbia un substrato logico – matematico. Ma i primi passi volti a conversare con gli extraterrestri non furono nelle loro premesse  così chiari e precisi, somigliando piuttosto a un coacervo di sogni e ipotesi fantastiche che pian piano hanno assunto una forma razionale, emergendo da un magma di fantasie, speranze, illusioni.

I banchi di cenere che all’osservazione sembravano ricoprire Venere furono considerati effetto dei “fuochi artificiali fatti dai venusiani”, scrive l’astronomo Franz von Paula Gruithuisen attorno al 1830. E il fatto che per 47 anni il fenomeno non si ripeta viene interpretato dal nostro astronomo bavarese come una interruzione dovuta “al regno di un sovrano assoluto (…) un Napoleone o un Alessandro che si impadroniva del potere supremo su Venere” il quale evidentemente i fuochi non li amava . Inoltre Gruithuisen ha addirittura descritto le città scheletriche che a suo dire aveva osservato all’interno di un cratere lunare, e stiamo parlando di un serio scienziato, dotato secondo uno storico del periodo, M.J. Crowe, di strumenti molto performanti per l’epoca. Anche Gauss (1777 – 1855) matematico tra i sommi di tutti i tempi, chiedendosi come fosse possibile comunicare – o almeno segnalare la nostra presenza a gli extraterrestri – non  scherzava in quanto a fantasia. Inventò infatti un sistema di specchi capace di riflettere la luce a grandi distanze per segnalare la posizione di una barca nel mare, proponendo di usarlo rivolto al cielo per entrare in contatto con gli abitanti di Marte  e/o Venere. Un’altra idea attribuita a Gauss, e all’astronomo Joseph von Littrow , fu quella di scavare una enorme rete di canali nel deserto del Sahara, riempirli di materiale infiammabile dandogli fuoco di notte, un po’ come il naufrago che accende un fuoco sperando che i marinai della nave lontana lo veda, in questo caso gli extraterrestri.

Quando irruppe l’elettricità e nacque la luce elettrica, l’immaginazione dei cacciatori di extraterrestri potè scapigliarsi ben oltre le pire di legno incendiate. Camille Flammarion astronomo nonchè editore e divulgatore scientifico di rango suggerì l’installazione nel deserto di immensi lampadari in grado di rischiarare il cielo accendendoli quando Marte fosse stato visibile. Qualcun altro propose l’uso di una grande lampada da mettere nel Campo di Marte, però stando vicino alla Tour Eiffel avrebbe dato parecchio fastidio per cui il progetto venne abbandonato. Sempre nella sequenza delle arti visive il fisico americano Robert W. Wood (1868 – 1955), autore di alcune importanti scoperte sui raggi ultravioletti e gli ultrasuoni progettò di allineare nel deserto  chilometri e chilometri di pannelli neri, in grado di aprirsi e chiudersi all’unisono, inviando agli eventuali marziani “una serie di strizzate d’occhio” cui avrebbero potuto reagire, entrando in comunicazione con la terra.

Però queste proposte e altre della stessa specie, hanno il limite di assumere gli extraterrestri più o meno come esseri simili a noi, in particolare molto sensibili alla visione; se si vuole, esseri dotati di uno sviluppato apparato percettivo visuale.

Gauss aveva predetto che la conversazione con gli extreterrestri “inizierà grazie ai mezzi di contemplazione matematica e riflessione che abbiamo in comune”. Ma bisognava trovare una matematica, cioè un linguaggio simbolico molto semplice, con pochi simboli, al limite due simboli. Con uno solo non si riesce a costruire nessun linguaggio. Eppure nonostante la matematica sia per eccellenza la scienza del simbolico, il primo che persegue questa strada non è un matematico, bensì uno strano intellettuale metà poeta metà inventore di una certa fama Charles Cros (1842  -1888). Nel suo “Etude sur les moyens de communication avec les planètes”, Cros riprende l’idea dei raggi luminosi chiedendosi come poteva trasmettere informazione. L’idea è di usare sequenze ritmate di lampi di luce, ovvero una sequenza di spazi bianchi e neri. Cros è molto eclettico e scopre nei laboratori industriali, in particolare nell’industria tessile equipaggiata con telai Jacquard, il metodo di codifica onde trasformare delle immagini in segnali atti a essere trasmessi con sequenze di spazi bianchi e neri. Dopo basta codificare il nero col numero 1 e il bianco con 0, o viceversa,  per avere delle sequenze binarie.  Nasce così il linguaggio binario oggi soggiacente i moderni calcolatori, con le sue regole del gioco l’algebra di Boole.

In effetti i telai Jacquard funzionavano a schede perforate fin dal 1801, e ispirarono il calcolatore automatico immaginato dal matematico Charles Babbage, l’antico papà dei moderni computer. Sono le stesse schede perforate  che si ritrovano a fondamento della macchina tabulatrice dell’ingegnere americano Herman Hollerith (1860 – 1929), macchina che precorre l’Ibm la prima azienda informatica moderna.

E Cros chiosa: “ne emergerà un nuove e importante ramo delle matematiche (..) e infine una nuova classificazione di queste scienze che sono ai primordi”, ovvero la scienza dell’informazione e della conservazione dei dati. E qui, sulle soglie della moderna informatica, ci fermiamo. Nella seconda parte arriveremo fino all’IA, Intelligenza Artificiale.

2. L’IA i marziani e noi

Cros dunque pensò a sequenze di spazi neri e bianchi che codificano una collezione di cifre trasformandola in immagini, ovvero in una successione di pixel. Ma lo sviluppo di una sorta di linguaggio simbolico e di programma informatico non interrompe la linea delle comunicazioni tramite onde elettromagnetiche.

Lancelot Hogben, zoologo, lavorava nel campo delle statistiche mediche e alla trasmissione dei segnali ormonali emessi dalle rane  o dai camaleonti africani. Nel contempo sviluppa un progetto di comunicazione con una intelligenza non umana  dalle caratteristiche del tutto sconosciute. Comunicazione che avrebbe dovuto viaggiare sulle onde radio. E inoltre essere interattiva, cioè con domande e risposte.
L’idea di fondo proposta da Hogben (1895 – 1975), era di stabilire un sistema binario con operazioni tra i simboli, un’algebra che diventerà poi l’algebra di Boole,  iterazioni e una dinamica temporale, che è più o meno quello che faceva Alain Turing con altri progettando i primi prototipi di macchine intelligenti (Alan M. Turing – Intelligenza meccanica –Bollati Boringhieri, 1965).

Hogben che oggi quasi nessuno ricorda, di fatto definì i principi su cui si basano i tentativi di conversare con gli extraterrestri tramite impulsi binari di energia. In genere si opera trasmettendo una serie di oggetti semplici come un sistema numerico, alcune coordinate di stelle “fisse” ben riconoscibil, qualche elemento di chimica tra i più diffusi nell’universo, e una sagoma umana.

Il cosidetto messaggio di Arecibo, dal nome della località a Puerto Rico dove è il Radiotelescopio che il 16 novembre 1974  lo trasmise verso l’ammasso di Ercole M13, a 25000 anniluce di distanza, era composto da 1679 bit on/off (cifre binarie). Questo numero è il prodotto di due numeri primi 23 e 73. Così se si collocano i segnali all’interno di una griglia di 23 colonne e 73 righe, si ottiene un’immagine.

Dall’alto in basso si possono leggere i numeri da 1 a 10, il numero atomico dei principali componenti la nostra biologia (H, C, N, O…), la composizione del nostro DNA e la sua doppia elica, l’immagine di un uomo medio, alcuni dati sulla popolazione umana, la geometria del sistema solare, ecc.. Col problema non piccolo di un messaggio che impiegherà molte decine almeno di migliaia di anni per andare e, eventualmente, tornare. La condizione dell’essere umano che cerca di contattare forme di vita intelligente nello spaziotempo astrofisico somiglia assai alla condizione del naufrago approdato fortunosamente a una sperduta isoletta del Pacifico al tempo dei battelli a vela. Ammesso e non concesso che riesca a mandare un messaggio nella tipica bottiglia galleggiante, quante probabilità ha che qualcuno la trovi, e se questo accade, che chi l’ha trovata individui l’isola, e quindi una nave parta per raggiungerlo, eccetera. Assai poche, e dovrà abituarsi comunque per un tempo molto lungo a vivere in solitudine. Ma intanto gli studi sul linguaggio universale continuano. Il matematico Hans Freudenthal nel 1960 concepisce il Lincos, cioè Lingua Cosmica, che dovrebbe essere abile a descrivere la totalità dei nostri saperi, cominciando dall’aritmetica dei numeri naturali (Lincos: Design of a Language for Cosmic Intercourse, Part 1. 1960) nell’ipotesi che dalla matematica elementare possa svilupparsi qualunque altro sapere, tanto umanistico quanto scientifico. Ma il sistema linguistico proposto da Freudenthal sembra adatto anche per intavolare e sviluppare un dialogo tra esseri umani e macchine, tra intelligenza umana e intelligenza degli automi, cosa che non è molto diversa dal fatto che Marvin Minsky (1927 -2016) abbia per primo battezzato l’IA simulando un rete neuronale ,  mentre oggi si cerca di simulare l’intero cervello, proprio mentre scopriamo coi neuroni specchio che la simulazione è un processo cognitivo intrinseco all’intelligenza umana. Così cercando di parlare al cielo e agli extraterrestri, siamo giunti a inventare una lingua, una intelligenza, artificiale per parlare a noi stessi, cogliendo alcuni degli sconosciuti meccanismi del pensiero e della conoscenza che albergano in noi. Scrive Koestler “ La storia delle teorie cosmiche (..), può intitolarsi, senza esagerazione, storia delle ossessioni collettive e delle schizofrenie controllate; e alcune tra le più importanti scoperte individuali sono avvenute in un modo che richiama molto meno le prestazioni di un cervello elettronico che non quelle di un sonnambulo”, se non fosse che anche lo stesso cervello elettronico è in parte il frutto dell’ossessione per gli extraterrestri e le comunicazioni astrofisiche con loro, congiungendosi in questo modo il cielo e la terra, le stelle e i neuroni.

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