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.

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il calcolatore Universo

  1. 1. La Polse 2013 La Polse, Zuglio, 21 giugno 2013 Roberto Siagri Questo meraviglioso calcolatore chiamato Universo
  2. 2. La Polse 2013 2
  3. 3. La Polse 2013 3
  4. 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. 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. 6. La Polse 2013 6 i RadioTelescopi e gli albori l’Elettronica Digitale
  7. 7. La Polse 2013 7 i SuperCalcolatori e l’era dei Computer Pervasivi
  8. 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. 9. La Polse 2013 Il progresso va dal materiale all’astratto… Spazio Tempo Energia Materia Informazione Computazione Da cosi
  10. 10. La Polse 2013 Il progresso va dal materiale all’astratto… Spazio Tempo Energia Materia Informazione Computazione ….a così
  11. 11. La Polse 2013 11 Il paradigma dell’Infomorfismo l’Universo è un Calcolatore? L’esistenza è spiegabile con la teoria dell’informazione?
  12. 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. 13. La Polse 2013 13 che l’universo sia il risultato di un programma? Quale è il computer e chi è il programmatore?
  14. 14. La Polse 2013 14 E’ più efficiente una scimmia che scrive a macchina o…
  15. 15. La Polse 2013 15 … una scimmia che programma un computer?
  16. 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. 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. 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. 19. La Polse 2013 I Frattali zn+1 = zn* zn + c 19
  20. 20. La Polse 2013 20
  21. 21. La Polse 2013 Una foresta frattale 21
  22. 22. La Polse 2013 La bellezza dei modelli ricorsivi
  23. 23. La Polse 2013 23 Konrad Zuse (1910-1995)
  24. 24. La Polse 2013 Automi Cellulari e i Modelli di Wolfram Rule 1 Rule 2 Rule 30 - - - -
  25. 25. La Polse 2013 25
  26. 26. La Polse 2013 Regola 30
  27. 27. La Polse 2013 Rule-90
  28. 28. La Polse 2013 Conchiglie ed Automi Cellulari : Regola 22 28
  29. 29. La Polse 2013 Mollusc Pigmentation Patterns
  30. 30. La Polse 2013 30
  31. 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. 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. 33. La Polse 2013 33 Come un modello evolutivo dell’universo si conciglia con il libero arbitrio ?
  34. 34. La Polse 2013 34 e cosa lo stesso modello ci permette di conoscere del futuro?
  35. 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. 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. 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. 38. La Polse 2013 38 GRAZIE Per l’attenzione

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