18/01/15

Una “macchina” sta studiando per aiutare gli astronomi *

No, non dobbiamo temere gli scenari di robot che dominano un’umanità ridotta a servitù. Stiamo parlando di un utilizzo “intelligente” del computer. Non solo sfruttando le sue capacità relative alla velocità di esecuzione, ma proprio cercando di insegnargli come fare a collegare un certo risultato con un altro e poi estendere questa sua abilità “imparata” a gruppi di dati talmente enormi che mai l’uomo sarebbe in grado di gestire e di classificare.

Cerco di sintetizzare l’idea di fondo.

I telescopi odierni, e soprattutto quelli di prossimo utilizzo, sono ormai in grado di immagazzinare dati fotometrici (la luce, in pratica) di miliardi di stelle. Telescopi automatici che possono “scandagliare” l’intero cielo in pochi giorni. Immaginate, quindi, l’enorme quantità di dati per ogni singola stella. In qualche modo, si ottiene un numero incredibile di curve di luce. Lo stesso Kepler ha contribuito in tal senso: nel cercare variazioni di breve durata ha dovuto continuamente osservare le stesse stelle.

Tuttavia, la fotometria riesce a evidenziare la variabilità degli astri, ma ha dei chiari limiti interpretativi. Molto meglio sarebbe potere utilizzare la spettroscopia, tecnica osservativa capace di determinare parametri fisici di importanza fondamentale, come la temperatura, le abbondanze degli elementi, le dimensioni e molte altre cose. La spettroscopia, però, non riesce a raggiungere i numeri della fotometria, sia per difficoltà intrinseche della tecnica sia per i costi della strumentazione.

Ecco, allora, l’utilizzo intelligente della macchina. Ad essa sono stati forniti i dati spettroscopici di 9000 stelle con tutte le relative caratteristiche. Insieme a questi dati, però, ha dovuto digerire i relativi dati fotometrici. Il computer ha schematizzato, trovato correlazioni, imparato ad associare a ogni stella le caratteristiche spettroscopiche e le eventuali ricadute fotometriche. Un lavoro di analisi e di tentativi che l’uomo non è in grado di svolgere.

Alla fine di questo periodo “scolastico”, le macchine hanno costruito le “loro” relazioni tra dati spettroscopici e fotometrici. Sono, adesso, in grado di  collegare le caratteristiche fisiche delle stelle ai dati spettroscopici e poi a quelli fotometrici attraverso le relazioni imparate a scuola. Basterà allora farle lavorare su miliardi di dati fotometrici per risalire ai dati che solo la spettroscopia poteva fornire. Magari la precisione non sarà alla stessa altezza, ma statisticamente si sarà fatto un passo in avanti gigantesco.

Il valore di questa tecnica d’insegnamento sarà sempre più fondamentale per il salto di qualità e di quantità dei nuovi telescopi in grado di “leggere” il cielo e i suoi abitanti in pochi giorni. I dati non sarebbero gestibili senza utilizzare le capacità imparate dai computer “istruiti”.

La tecnica lavora, in pratica, come i filtri per gli “spam”. Essi sono programmati per identificare parole chiave che sono solitamente associate a messaggi fasulli. Attraverso questa correlazione i filtri eliminano automaticamente i messaggi da scartare. I filtri, col tempo, imparano sempre nuove parole, di significato meno ovvio, e diventano sempre più raffinati.

Lo stesso succederà  ai computer stellari… Impareranno il loro lavoro sempre meglio all’aumentare dei dati.

Fatemi fare una piccola riflessione. Tanti anni fa i computer (che riempivano stanze intere e che ingoiavano solo schede perforate) sono nati per aiutare gli scienziati. Macchine capaci di non fargli  sprecare inutilmente il proprio tempo "mentale". Se pensiamo che Gauss ha speso anni per calcolare a mano le prime orbite con il suo metodo, quando oggi bastano frazioni di secondo… il miglioramento è chiaro.

Un po’ alla volta, però, il computer è sembrato prendere un’altra strada, quella “populista”. Oggi, molti pensano che i computer siano nati per insultare su facebook o su twitter, per giocare a poker e ridursi sul lastrico, per copiare e incollare frasi già scritte in 999 siti idioti su 1000, e tante belle cosucce del genere. No, il computer era e rimane un arto artificiale della scienza (vera), capace di eseguire i comandi, ma anche di effettuare calcoli troppo pesanti.

Il fatto che possano “imparare” e trovare soluzioni impossibili agli uomini, con i loro limiti, non deve spaventare. Il controllo è sempre più che assicurato, dato che solo l’intelligenza umana è in grado di capire i risultati. Questo è il punto chiave.

Ho parlato, però, di intelligenza… Se, invece, le capacità dei computer vengono gestite da stupidi e/o malvagi, le ricadute sono terribili, come  è sotto l’occhio di tutti. Non solo per il terrorismo e la sua attrazione mediatica, ma anche per le violenze perpetrate attraverso i social network (parola e concetto che odio!), per l’ignoranza che regala agli studenti che non fanno più un "tema", ma copiano e incollano da chi, probabilmente, è più ignorante di loro (con buona pace di parecchi insegnanti). E mille altri esempi…

Questa applicazione astrofisica ci aiuti, perciò, a ricordare che cos’è e a che cosa serve veramente un computer. Ci stimoli a riconoscere le macchine, i loro meriti e soprattutto i loro limiti. Il computer è soprattutto uno “stupido” strumento scientifico e non uno “stupido” strumento per incrementare la propria violenza, brutalità e ignoranza!

Anche questo blog usa le capacità del computer, ma sono sicuro che segue la strada maestra: quella di aiutare tutti noi a pensare come uomini (e donne, ovviamente) veri e non come bestie o automi da programmare.

Per saperne di più sulla tecnica d’insegnamento vi consiglio il lavoro originario (QUI)

1 commento

  1. Mario Fiori

    Onori e meriti agli insegnanti di questi computer, menti e mani eccelse che ci permettono di avvicinarsi alla conoscenza. Poi alla fine c'è e ci dovrà essere sempre l'Uomo che rivede, valuta e trae le conclusioni sul lavoro di questa preziosa macchina a cui và un grande plauso.

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