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il calcolatore Universo

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

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

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  • 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