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«Vivi come se dovessi morire domani. Impara come se dovessi vivere per sempre…»


Cosmos 3 di 12 – L’informazione

L’informazione

 

La vita sulla Terra è molto più bella e molto più complessa di qualunque mondo senza vita. Il nostro pianeta è ingentilito dalla vita e una delle qualità che contraddistingue la vita è la sua complessità sviluppatasi lentamente in 4 miliardi di anni di selezione naturale. Si può descrivere in un solo paragrafo e in modo dettagliato come si forma una roccia, ma per descrivere la struttura base di un albero o di un filo d’erba o di un animale monocellulare occorrono volumi e volumi. Costruire una cosa vivente e semplicemente descriverla richiede una quantità enorme di informazioni.

L’unità di misura dell’informazione è un qualcosa chiamato bit, è una risposta precisa, si o no, a una sola interrogazione altrettanto precisa. Così per precisare se l’interruttore della luce è acceso o spento basta un solo bit, per precisare qualcosa di più complesso ci vogliono più bit. C’è un gioco molto noto, detto delle venti domande, che dimostrano come bastino 20 bit per definire un concetto anche grande. Per esempio, ho in mano qualcosa, cosa sarà? È una cosa viva? Si, e già siamo a un bit. È un animale? No, siamo a due bit. È una cosa che si vede? Si. Cresce nella terra? Si. È una pianta coltivata? No. Bene, con solo cinque bit abbiamo fatto dei progressi sostanziali per capire di che si tratti, è un dente di leone.

Nella nostra esplorazione del cosmo il primo passo da fare è quello di porre le domande giuste. Poi, non con venti domande, ma con miliardi, ricaveremo lentamente dalla complessità dell’universo l’ordine su cui esso poggia. Nel grande buio cosmico ci sono innumerevoli stelle e pianeti, alcuni dei quali nei pressi del nostro Sistema Solare. Sebbene non ne abbiamo ancora la certezza, gli stessi processi evolutivi che sulla Terra hanno portato all’origine della vita e dell’intelligenza potrebbero essersi sviluppati in tutto il cosmo. Potrebbero esserci milioni di mondi solo nella Galassia della Via Lattea, in questo momento potrebbero essere già abitati da esseri intelligenti. Sarebbe una meraviglia sapere qualcosa sull’intelligenza non umana. Che possiamo saperne?

Vediamo come possiamo descrivere le forme di vita che ci sono sulla Terra, come se fossimo degli osservatori esterni. È un mondo coperto, per la maggior parte da un liquido, un mare profondo chilometri e chilometri e che brulica di forme di vita. Vi sono intere comunità di esseri trasparenti, vi sono gruppi di creature che comunicano tra di loro cambiando la forma del corpo; vi sono esseri che emettono luce propria; vi sono fiori famelici che divorano chi passa vicino; vi sono alberi che gesticolano. Questi sono solo alcuni di quegli esseri che abitano la Terra. Sono esseri saturi d’informazioni, ognuno ha il proprio repertorio di comportamenti necessari ad assicurargli la sopravvivenza.

Le creature più grandi della Terra sono le grandi balene. Sono gli animali più grossi sul nostro pianeta, di gran lunga più grossi anche dei dinosauri. I loro antenati erano carnivori, mammiferi, che 70 milioni di anni fa migrarono dalla terra verso le acque. Abbiamo in comune molte cose con loro, tutte le caratteristiche dei mammiferi. Le balene hanno sviluppato, nel tempo, una capacità di comunicare con il suono. Alcuni suoni delle balene vengono definiti canti, ma in realtà noi ignoriamo il loro significato. Essi coprono, per frequenza, una banda molto vasta di suoni giù fino a frequenze ben al di sotto dei suoni più bassi percepiti dall’uomo.

Un canto tipico di balena può durare, forse, un quarto d’ora e il più lungo più o meno una mezz’ora. Di tanto in tanto, gruppi di balene lasciano il mare invernale nel mezzo di un canto, torneranno sei mesi dopo e riprenderanno il canto, esattamente, dal punto dove lo avevano interrotto, con ritmo identico. Le balene hanno un’ottima memoria. Ci sono delle volte che le balene tornano dopo un’assenza di tre mesi e la musica non è più la stessa, si sente un canto diverso. Molto spesso, i compagni del gruppo emettono lo stesso canto insieme, per una sorta di mutuo consenso la musica cambia un pò alla volta e in modo prevedibile. L’andamento molto complesso dei canti delle balene talvolta viene ripetuto con esattezza. Se immaginiamo che i canti delle balene siano eseguiti in un linguaggio tonale, allora il numero dei bit di informazioni in un solo canto è circa lo stesso dei bit di informazione dell’Iliade o dell’Odissea.

Cosa possono avere da dire o da cantare balene e delfini? Non hanno organi con cui manipolare, non possono realizzare grandi opere di ingegneria, come noi. Il grande pericolo per le balene è l’uomo. Per il 99,99% della storia delle balene, negli oceani non sono esistiti esseri umani. In quel lungo periodo le balene svilupparono il loro straordinario sistema di comunicazione. Alcune balene emettono suoni molto forti a una frequenza di 20 Hertz. Un Hertz è l’unità di frequenza del suono e rappresenta un’onda sonora che penetra nell’orecchio ogni secondo. Il biologo americano Roger Pein ha calcolato che a queste frequenze c’è nelle zone profonde dell’oceano un canale sonoro attraverso il quale le balene possono comunicare da qualunque parte del mondo. Durante la loro storia le balene hanno creato una rete di comunicazione attraverso tutto il globo. Il calcolo sul raggio delle comunicazioni tra le balene presuppone che gli oceani siano calmi.

Le balene che comunicano tra loro attraverso gli oceani devono aver incontrato difficoltà sempre maggiori perché sono state inventate navi, velieri che emettono, per diversi motivi, anche loro frequenze di 20 Hertz, quindi la distanza con cui un tempo potevano comunicare deve essersi ridotta sempre più. Duecento anni orsono, una distanza tipo a cui certe balene potevano comunicare era pressapoco di 10.000 chilometri, oggi nelle stesse condizioni la distanza corrispondente è forse di qualche centinaio di chilometri. Abbiamo isolato tra loro le balene e abbiamo fatto di peggio perché continua ad esistere, ancora oggi, il traffico di corpi delle balene morte. Ci sono uomini che cacciano e massacrano indiscriminatamente le balene e sfruttano i prodotti per farne altri (per esempio, cibo per cane o rossetto per labbra). Molte nazioni hanno capito che uccidere le balene è mostruoso, ma il traffico continua specialmente da parte del Giappone, della Norvegia e dell’Unione Sovietica.


Noi usiamo il termine mostro per definire un animale diverso da noi, un animale terrificante. Ma chi è in questo caso? Le balene che vogliono solo cantare o l’uomo, che si organizza per cacciarle, per distruggerle? Per sopravvivere una balena deve conoscere certi comportamenti, questa conoscenza è conservata in due modi principali, nei suoi geni e nel suo cervello enorme. Possiamo immaginare i geni e il cervello di una balena come una specie di biblioteca addetta al suo corpo. L’informazione genetica, quella contenuta nel DNA, riguarda come allevare un figlio, ecc.; l’informazione contenuta nel cervello, cioè l’informazione acquisita, riguarda cose come, chi è mia madre, ecc.

La biblioteca genetica di tutti gli esseri viventi sulla Terra è costituita dal DNA. L’unica funzione di questa molecola, molto complessa, è quella di riprodurre l’informazione genetica. Se voi arrivaste da un mondo diverso dal nostro, non sareste in grado di identificare una balena o una persona con il gioco delle venti domande, con venti bit soltanto, ci servirebbe un gioco dei dieci miliardi di domande. Sulla Terra ogni organismo contiene come sua eredità una biblioteca portatile e più informazioni avete, più cose potete fare.

L’organismo più semplice, un virus, ha bisogno soltanto di tutti e diecimila bit, equivalenti alla quantità di informazioni che sono in una pagina di un libro medio. Sono tutte le istruzioni che il virus ha bisogno per infettare altri organismi e per riprodursi. Il batterio si serve, grosso modo, di milioni di bit di informazioni, perché lavorano molto più dei virus, perché non sono dei parassiti. E che dire di un’ameba monocellulare? Sono anch’esse microscopiche, ma nel regno degli esseri monocellulari sono dei giganti, sono le balene del mondo dei microbi. Ognuna contiene, nel proprio DNA, circa 40 milioni di bit, l’equivalente di circa otto volumi, composto ognuno di 500 pagine. Questo è il numero di informazioni necessari a fare un’ameba.

E che dire di una balena o di un essere umano? La risposta è che, in questo caso, i bit sono qualcosa come 5 miliardi, e tutte queste informazioni, contenute nel nucleo delle nostre cellule, riempirebbero un migliaio di volumi. Pensate un po’, in ciascuna delle centinaia di miliardi di cellule del nostro corpo c’è contenuta un’intera biblioteca di istruzioni su come costruire ogni parte di noi. Immaginiamo di trovarci in una grande biblioteca, tutti i volumi dovrebbero contenere tutto ciò che il mio corpo sa fare, senza che nessuno gliel’abbia insegnato. Le informazioni più antiche sono scritte in modo dettagliato, esauriente, attento, accurato; come si ride, come si starnuta, come si cammina, come si riconoscono delle forme, come ci si riproduce, come si digerisce una mela.

Se fossero scritte nel linguaggio della chimica, come si presenterebbero le istruzioni per digerire lo zucchero di una mela? Vediamo. Il processo chimico interessato è veicolo enzima anaerobico. Mangiare una mela può sembrare una cosa molto semplice, ma non lo è. Infatti, se io dovessi ricordarmi ed elaborare consapevolmente tutti i processi chimici necessari per ricavare energia dal cibo, probabilmente morirei di fame. Anche un batterio sa fare gli stessi processi chimici. I batteri, noi e altri esseri viventi, possediamo parecchie istruzioni genetiche simili. Le nostre biblioteche genetiche separate hanno molte cose in comune.

La nostra presente tecnologia di uomini può riprodurre, solo, una minuscola frazione di quella comunità radiochimica che il nostro corpo sembra elaborare così agevolmente, nè questo perché il DNA è molto esperto. Ora, cosa accadrebbe se il compito che dovete svolgere fosse talmente complicato che neanche diversi miliardi di bit di informazioni sarebbero sufficienti? Allora neanche una biblioteca genetica di 1.000 volumi potrebbe essere sufficiente, ecco perché noi abbiamo il cervello.

Come tutti gli altri organi, il cervello ha subìto un’evoluzione aumentando, in milioni di anni, la sua complessità e il contenuto di informazioni. La sua struttura rispecchia tutti gli stadi attraverso i quali esso è passato. Il cervello si è sviluppato dall’interno all’esterno, nel profondo interno c’è la parte più antica, detta tronco cerebrale che tiene lì le funzioni biologiche fondamentali, le quali comprendono certi ritmi vitali, come il battito cardiaco e la respirazione. Le funzioni superiori del cervello si sono evolute in tre stati successivi, almeno secondo un’indagine di un biologo americano. Sopra il tronco cerebrale c’è il cosiddetto complesso “r”, dove “r” sta per rettile; è la sede dell’aggressività, del senso del territorio e delle gerarchie sociali. Si sviluppò alcune centinaia milioni di anni fa nei nostri progenitori rettili.

Intorno al complesso “r” c’è il sistema limbico o cervello dei mammiferi, sviluppatosi solo decine di milioni di anni fa in certi antenati che erano già dei mammiferi, ma non ancora primati, come le scimmie ad esempio. Il sistema limbico è la fonte importante dei nostri umori ed emozioni.

All’esterno del cervello c’è la corteccia cerebrale, sviluppatasi solo milioni di anni fa nei nostri antenati che erano ormai dei primati. Nella corteccia cerebrale la materia viene trasformata in consapevolezza, regola la nostra vita quotidiana. Dietro la fronte abbiamo i lobi frontali della corteccia cerebrale, è lì, forse, che noi prevediamo gli avvenimenti o immaginiamo il futuro. All’interno della corteccia cerebrale c’è la struttura microscopica del delfino. Il linguaggio del cervello non è quello del DNA o dei geni, tutto quello che sappiamo è codificato in cellule dette neuroni, minuscoli elementi codificatori, dove ogni collegamento rappresenta un bit di informazione. Quanti neuroni ci sono in ognuno di noi? Forse un numero paragonabile alle stelle della nostra Galassia. I neuroni hanno anche un loro suono. Il paesaggio della corteccia cerebrale umana è caratterizzato da solchi profondi, c’è una spiegazione in questo fatto. Questi aumentano la superficie disponibile ad immagazzinare le informazioni, considerando lo spazio limitato all’interno del cranio.

Il mondo del pensiero è diviso, grosso modo, in due emisferi: quello di destra, che sovrintende soprattutto alla creatività, alla sensibilità, e quello di sinistra, che presiede al pensiero razionale, analitico e critico. È un dialogo continuo tra i due emisferi del cervello, incanalato in un immenso pacco di fibre nervose, chiamato corpo calloso.

Il contenuto di informazioni del cervello umano, espresso in bit, è paragonabile al numero dei collegamenti tra i neuroni della corteccia cerebrale, vale a dire circa 100.000 miliardi di bit, cioè 10 alla quattordicesima potenza (10^14). Dentro la testa di ognuno di noi c’è una quantità di informazioni corrispondente a 20 milioni di volumi.


Ma all’incirca qualche decina di migliaia di anni fa, cominciammo a conoscere più cose di quante il cervello potesse contenere. Così imparammo ad accumulare enormi quantità di informazioni al di fuori del nostro corpo. Per quanto ne sappiamo, siamo l’unica specie esistente su questo pianeta ad aver inventato una memoria in comune fra tutti. Il magazzino di questa memoria si chiama biblioteca.

Anche le biblioteche hanno avuto una loro evoluzione. La grande biblioteca di Assurbanipal, antico re di Assiria, era composta di migliaia di tavolette di argilla; la famosa biblioteca di Alessandria d’Egitto consisteva di quasi un milione di rotoli di papiro. Le grandi biblioteche moderne, come quella pubblica di New York, contengono qualcosa come 10 milioni di libri. Il che è più di 10 alla quattordicesima di bit di informazioni in parole, più di 100.000 miliardi di bit, qualcosa come 10 alla quindicesima bit di informazioni. Ciò vuol dire più di 10.000 volte il numero totale dei bit di informazioni dei nostri geni, qualcosa come 10 volte il totale delle informazioni che sono nel nostro cervello.

Ad esempio, anche se leggessi un libro alla settimana per tutta la durata della mia vita da adulto, vivendo una vita dalla durata media, arrivato alla fine, avrei letto appena qualche migliaio di libri. Ciò dà un ulteriore idea di quanto sia grande il numero di informazioni detto prima. A pensarci bene, un libro è una cosa sorprendente. O lo si considera un prodotto degli alberi. Ma basta dargli un’occhiata e uno si trova nella mente di un’altra persona, magari di qualcuno che è morto da diverse centinaia di anni. Un autore ci parla attraverso i millenni in modo chiaro e silenzioso, parla alla nostra mente, direttamente a noi.

La scrittura è, forse, la più grande delle invenzioni dell’uomo, perché collega tra loro persone che non si conosceranno mai. Alcuni dei primi autori scrivevano su roccia e sulle pietre, la scrittura cuneiforme è la progenitrice del moderno alfabeto occidentale. Fu inventata nel vicino Oriente più o meno 5.000 anni or sono. A che scopo? Registrare i fatti, fatti riguardanti qualsiasi cosa. Per migliaia di anni la scrittura è stata incisa, scolpita sulla pietra oppure graffita sulla cera o sulla corteccia o sul cuoio, ecc., comunque sempre in una sola copia alla volta. E, tranne per le iscrizioni sui monumenti, era destinata a una cerchia ristretta di lettori.

Ma poi in Cina, tra il II e III sec. furono inventati la carta, l’inchiostro e la stampa, tutte invenzioni avvenute più o meno insieme, che permisero la stampa e la distribuzione di molte copie della stessa opera. Ci vollero migliaia di anni perché l’importanza delle invenzioni cinesi fosse recepita nella lontana e retrograda Europa. Subito prima dell’invenzione dei caratteri mobili, avvenuta intorno al 1450, in tutta l’Europa c’erano poche decine di migliaia di libri, ognuno dei quali manoscritto.

Cinquant’anni più tardi in Europa c’erano già dieci milioni di libri stampati. All’improvviso si cominciarono a stampare libri in tutto il mondo. Sono passati 23 secoli dalla fondazione della biblioteca Alessandrina e da allora sono vissute e sono morte un centinaio di generazioni. Se la cultura fosse stata tramandata solo verbalmente, quanto sapremmo poco del nostro passato e come sarebbe lento, oggi, il nostro progredire. I libri ci consentono di viaggiare attraverso il tempo, di attingere alla saggezza dei nostri antenati. Una biblioteca ci collega direttamente con le intuizioni e le conoscenze delle menti e dei maestri più grandi, su tutta la Terra e in tutta la storia dell’uomo. I libri sono i depositari del sapere della nostra specie e del nostro lungo viaggio attraverso l’evoluzione. 
Nell’antico Egitto, le biblioteche portavano sulle pareti queste parole: “nutrimento dell’anima”.

Perfino di notte, la città, come il cervello, è impegnata ad assimilare e distribuire informazioni; le informazioni la mantengono viva e le forniscono gli strumenti per adattarsi al mutare delle condizioni. Anche l’informazione di per sè stessa si evolve, nutrita dalla libertà di comunicazioni. Le unità dell’evoluzione biologica sono i geni, le unità dell’evoluzione strutturale sono le idee. Le idee vengono trasportate per tutta la Terra, mediante le comunicazioni, vengono selezionate da un analisi.


Negli ultimi millenni si è andato verificando, sul pianeta Terra, un fenomeno straordinario: l’abbondanza di informazioni è divenuto un fatto a portata di mano, quotidianamente. Il numero di bit a nostra disposizione è aumentato in modo impressionante. Oggi i computer sono in grado di immagazzinare ed elaborare una quantità enorme di informazioni in un tempo estremamente rapido. La comunicazione diretta tra miliardi di esseri umani oggi è possibile grazie ai computer e ai satelliti artificiali. Sta sorgendo la possibilità di una intelligenza globale che colleghi tutti i cervelli della Terra in una consapevolezza a livello planetario. In altri mondi può darsi che esistano dei cervelli, perfino dei cervelli planetari, ma non esattamente simili ai nostri. Le mutazioni e la selezione naturale sono processi, fondamentalmente, casuali. Se la Terra ricominciasse daccapo la propria evoluzione, l’intelligenza, probabilmente, rinascerebbe, ma la rinascita di un qualcosa che somigliasse da vicino a un essere umano sarebbe improbabile.

Su altri pianeti, con una diversa sequenza di processi casuali atti a diversificare le varie eredità e con l’ambiente diverso, atto a selezionare combinazioni particolari di geni, le possibilità di trovare esseri molto simili a noi devono essere quasi zero. Ma la possibilità di trovare altre forme di intelligenza non è quasi zero. Altri cervelli potrebbero essersi sviluppati dall’interno, come il nostro, potrebbero avere elementi di comunicazioni analoghi ai nostri neuroni, ma con neuroni molto diversi. Potrebbero essere superconduttori, che lavorano a temperature molto basse, nel qual caso la velocità del loro pensiero potrebbe essere dieci milioni di volte superiore alla nostra. Oppure i loro neuroni potrebbero non essere in contatto chimico diretto uno con l’altro, potrebbero essere in comunicazione radio. Potrebbero esserci esseri con 10 alla ventesima neuroni. C’è da chiedersi, quante cose possono sapere. Se riuscissimo a contattarli, troveremmo molto, nei loro cervelli, che sarebbe di enorme interesse per i nostri e viceversa.

Penso che un’intelligenza extraterrestre, sia pure sorprendentemente più sviluppata della nostra, avrebbe molta curiosità per noi, per quello che sappiamo, per come la pensiamo, per la storia della nostra evoluzione, per le prospettive del nostro futuro. Dentro a ogni cervello umano vanno, continuamente, formandosi e dissolvendosi modelli di impulsi elettrochimici, che rispecchiano le nostre emozioni, le nostre idee, i nostri ricordi.

Nell’agosto e nel settembre del 1977, vennero lanciate due sonde Voyager, per un viaggio storico nel Sistema Solare. La loro missione scientifica consiste nello studio dei grandi pianeti, prima Giove con i suoi satelliti e poi Saturno con il suo sistema di lune. Gli incontri ravvicinati con questi mondi enormi hanno accelerato la spinta delle sonde verso l’esterno del Sistema Solare, nel regno delle stelle, dove andranno vagando per sempre, dureranno per un miliardo di anni. Forse, in un futuro remoto, esseri di una civiltà aliena intercetteranno le nostre navicelle e capiranno molte cose della nostra specie.

Ma una macchina da sola non può raccontare tanto, per questo abbiamo messo su ognuna di essa un disco, che ha inciso non solo le onde cerebrali di una donna della Terra, ma anche una antologia di musiche, di immagini e di suoni del nostro pianeta, compresi i saluti in 60 lingue umane e il linguaggio delle balene. Il disco dà le istruzioni su come ascoltare i suoni e di vedere le immagini registrate, che comprendono anche delle istantanee. Coloro che riceveranno, se ciò avverrà, il messaggio delle sonde Voyager, capiranno in modo incompleto, nel migliore dei casi immagini e suoni. Tra le tante possibili interpretazioni il messaggio, fornirà un dato certo, che noi siamo una specie dotata di speranza e perseveranza.

continuo…

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