Introduzione alla conferenza che si è tenuta alla Polse di Cougnes (Zullio, UD) su "fenomeni comici ad alta energia" tenuta dal Prof. De Angelis.

1. La Polse 2013
La Polse, Zuglio, 21 giugno 2013
Roberto Siagri
Questo meraviglioso
calcolatore chiamato
Universo

2. La Polse 2013
2

3. La Polse 2013
3

4. La Polse 2013
Con la matematica il lavoro è fatto
1 2
2G N
p mv
F ma
m m
F G
r


 2 1
1 2
j j j
j j j
H U PV N
G U PV TS N
T T
dS dQ
TT
 
 
     
      


1
0
1
0
E
E j
B
c t c
B
B
E
c t
  

   

  

   


5. La Polse 2013
L’ Universo come un grande orologio
http://www.philgraham.net/excursion1.htm
Laplace, Leibniz,
Cartesio e Kant
abbracciano l'idea che
l'universo sia niente
più che un vasto
orologio, composto da
molte parti interagenti.

6. La Polse 2013
6
i RadioTelescopi e gli albori l’Elettronica Digitale

7. La Polse 2013
7
i SuperCalcolatori e l’era dei Computer Pervasivi

8. La Polse 2013Kurzweil,
The Age of Spiritual Machines 8
EVOLUZIONE FUTURA DEL CALCOLO
Cosa si comprava, si compera e si comprerà con 1000Euro

9. La Polse 2013
Il progresso va dal materiale all’astratto…
Spazio
Tempo
Energia
Materia
Informazione
Computazione
Da cosi

10. La Polse 2013
Il progresso va dal materiale all’astratto…
Spazio
Tempo
Energia
Materia
Informazione
Computazione
….a così

11. La Polse 2013
11
Il paradigma dell’Infomorfismo
l’Universo è un Calcolatore?
L’esistenza è spiegabile con la teoria dell’informazione?

12. La Polse 2013
Le sei Epoche dell’Universo
1. Fisica e Chimica l’informazione sotto forma di materia
ed energia
2. Biologia e DNA l’informazione nel DNA
3. Mente – l’informazione nelle strutture neuronali
4. Tecnologia – l’informazione in hardware e software
5. La fusione di Tecnologia umana con Intelligenza umana
Inizio della civiltà uomo/macchina
le limitazioni della mente saranno superate
6. Il riveglio dell’Universo La materia diventa progressivamente
intelligente
12
The Six Epochs - Ray Kurzweil,
The Singularity Is Near

13. La Polse 2013
13
che l’universo sia il risultato di un programma?
Quale è il computer e chi è il programmatore?

14. La Polse 2013
14
E’ più efficiente una scimmia che scrive a macchina o…

15. La Polse 2013
15
… una scimmia che programma un computer?

16. La Polse 2013
Hamlet-Shakespeare e Pi-Greco
ovvero cosa si può fare con meno di 300 caratteri
• #!/usr/local/bin/ruby k, a, b, a1, b1 = 2, 4, 1, 12, 4 loop
do p, q, k = k*k, 2*k+1, k+1 a, b, a1, b1 = a1, b1,
p*a+q*a1, p*b+q*b1 d, d1 = a/b, a1/b1 while d == d1
print d $stdout.flush a, a1 = 10*(a%b), 10*(a1%b1) d, d1
= a/b, a1/b1 end end
16
• ACT I SCENE I Elsinore. A platform before the castle.
[FRANCISCO at his post. Enter to him BERNARDO]
BERNARDO Who's there? FRANCISCO Nay, answer me:
stand, and unfold yourself. BERNARDO Long live the king!
FRANCISCO Bernardo?
A parità di sforzo e tempo è nettamete più efficente una scimmia che
programma a caso rispetto ad una che scrive a caso
Appena lle prime due battute tra Francisco e Bernardo
Il programma che calcola le cifre dopo la virgola di Pi-greco

17. La Polse 2013
La scimmia programmatrice
« Che ci crediate o no una scimmia [programmatrice] ha
una buona probabilità di produrre tutto ciò che vediamo »
Seth Lloyd
17

18. La Polse 2013
Mandelbrot program z = z*z + c
• const double yMin = -1.0; const double yMax = +1.0; const double
xMin = -2.0; const double xMax = +0.5; const double dxy = 0.005;
#include <stdio.h> #include <limits.h> int main(void) { double
cx, cy; double zx, zy, new_zx; unsigned char n; int nx, ny;
for (cy = yMin; cy < yMax; cy += dxy) { for (cx = xMin; cx <
xMax; cx += dxy) { zx = 0.0; zy = 0.0; n = 0; while ((zx*zx
+ zy*zy < 4.0) && (n != UCHAR_MAX)) { new_zx = zx*zx - zy*zy
+ cx; zy = 2.0*zx*zy + cy; zx = new_zx; n++; } write (1, &n,
sizeof(n)); } } nx = 0; ny = 0; for (cx = xMin; cx < xMax;
cx += dxy) { nx++; } for (cy = yMin; cy < yMax; cy += dxy) {
ny++; } fprintf (stderr, "To process the image: convert -depth 8 -
size %dx%d gray:output out.jpgn", nx, ny); return 0; }
18
Basta mettere insieme meno di 900 caratteri nel giusto ordine per scrivere
Il programma che calcola I gli elementi di uno degliinsiemi più complessi
della matematica

19. La Polse 2013
I Frattali zn+1 = zn* zn + c
19

20. La Polse 2013
20

21. La Polse 2013
Una foresta frattale
21

22. La Polse 2013
La bellezza dei modelli ricorsivi

23. La Polse 2013
23
Konrad Zuse
(1910-1995)

24. La Polse 2013
Automi Cellulari e i Modelli di Wolfram
Rule 1
Rule 2
Rule 30
- - - -

25. La Polse 2013
25

26. La Polse 2013
Regola 30

27. La Polse 2013
Rule-90

28. La Polse 2013
Conchiglie ed Automi Cellulari : Regola 22
28

29. La Polse 2013
Mollusc Pigmentation Patterns

30. La Polse 2013
30

31. La Polse 2013
I due ingredienti :
alla ricerca del computer e delle scimmie programmatrici
• Per una spiegazione computazionale della complessità servono
due ingredienti:
• (a) un computer
– Le leggi della meccanica quantistica o le leggi della logica ?
• (b) delle scimmie
- Le fluttuazioni quantistiche o le particelle elementari ?
31
S. Wolfram S. Lloyd

32. La Polse 2013
Appena l’universo è cominciato, ha cominciato a calcolare
L’Universo
# op.
dal B.B.
~10^120
L’Umanità
# op.
nel 2030
~10^30

33. La Polse 2013
33
Come un modello evolutivo dell’universo si conciglia con il libero arbitrio ?

34. La Polse 2013
34
e cosa lo stesso modello ci permette di conoscere del futuro?

35. La Polse 2013
Irriducibilità Computazionale
Il fallimento dei modelli matematici nel fornire soluzioni esplicite
di fenomeni complessi
Il comportamento umano é
computazionalmente irriducibile
La posizione e la velocità possono
essere calcolate esattamente

36. La Polse 2013
Irriducibilità Computazionale
Il fallimento dei modelli matematici nel fornire soluzioni esplicite
di fenomeni complessi
Il comportamento umano é
computazionalmente irriducibile
La posizione e la velocità possono
essere calcolate esattamente
Zn+1 = [(Zn^2+ Zn) / LN(Zn)] + C

37. La Polse 2013
Il rasoio di Occam
Se c'è una scelta fra teorie quella corretta è la più
semplice delle due,
allora
• Il più breve o il più semplice programma che genera
la complessità necessaria sarà quello corretto.
• Questo programma più semplici produrrà un
universo che avrà tutta l’aria di essere il nostro

38. La Polse 2013
38
GRAZIE
Per l’attenzione