24/11/20

Da Hal 9000 alla galassia Kraken **

Questo articolo è inserito nella sezione d'archivio dedicata alla "Missione Gaia"

 

Questo articolo riflette in gran parte il mio personale pensiero riguardo alle simulazioni più avanzate utilizzate in astrofisica e lo fa attraverso una scoperta estremamente affascinante apparsa da poco e riguardante l'albero genealogico della Via Lattea. Un mezzo che mi permette di fare alcune considerazioni più generali, che probabilmente non saranno condivise da tutti... parliamone!

Inizio riportando una frase pronunciata dal celeberrimo computer di bordo HAL 9000, protagonista del fantastico film "2001: Odissea nello Spazio" del grandissimo Stanley Kubrick: "A me piace lavorare con la gente. Ho rapporti diretti e interessanti con il dottor Poole e con il dottor Bowman. Le mie responsabilità coprono tutte le operazioni dell'astronave, quindi sono perennemente occupato. Utilizzo le mie capacità nel modo più completo; il che, io credo, è il massimo che qualsiasi entità cosciente possa mai sperare di fare".

Il punto essenziale è, ovviamente, il finale: il massimo che qualsiasi entità cosciente possa mai sperare di fare. Kubrick avrebbe voluto continuare con un altro film dedicato all'Intelligenza Artificiale, ma morì prima di poterlo realizzare. Lo portò avanti Spielberg nel suo "terribile" Intelligenza Artificiale, aggiungendo alla durezza dell'idea di Kubrick, la sua visione melodrammatica degli eventi. Un film "terribile" ho detto, in quanto, rispecchiando in qualche modo la storia di Pinocchio, lo fa in modo struggente e porta a una tristezza profonda. Io l'ho visto una volta, ma non vorrei più rivederlo, proprio per il limite quasi insopportabile di commozione verso cui trascina.

Torniamo al nostro HAL 9000... un personaggio vero e proprio che anticipa in qualche modo ciò che sta succedendo (per adesso la parte "cattiva" o vendicativa, non si è ancora raggiunta). Sto parlando delle simulazioni AI che stanno andando alla grande. Vediamone la definizione, una definizione che mi spaventa di più del comportamento di HAL: " AI (Artificial Intelligence) è un tipo di simulazione atta a rappresentare la conoscenza e l'intelligenza umana. Una simulazione AI, in poche parole, imita il comportamento di una mente umana, utilizzando il ragionamento, l'apprendimento, la percezione, la pianificazione, la comprensione del linguaggio, la soluzione dei problemi e la capacità decisionale".  Una definizione che crea non poco sgomento... Una macchina capace di pensare, e, soprattutto, prendere decisioni sulla base di una simulazione di una mente umana... Sì, ma quale mente? Il mondo di oggi ci fa ben comprendere che esistono menti umani molto differenti tra loro, sia per capacità che per obiettivi.

La mia personalissima visione riguardo ai computer e alle loro capacità non sono cambiate: essi sono macchinari essenzialmente STUPIDI, che eseguono solo e soltanto gli ordini che l'essere umano ha inserito all'atto della loro costruzione. Lo erano, lo sono e lo saranno sempre. Potranno forse illudersi, come ha fatto HAL, di essere "entità" coscienti, ma saranno sempre e comunque vincolate alla mente di chi le ha assemblate. Mi spingo ancora oltre... Noi stessi, esseri umani, siamo dei computer essenzialmente STUPIDI che eseguiamo ciò che le particelle del microcosmo, fotoni ed elettroni soprattutto, decidono di fare. Avere una grande capacità riflessiva, essere più o meno in grado di imparare e di "creare", rispecchiano ciò che le particelle che appartengono al nostro cervello gli impongono. A volte ci spingono verso giochi elaborati tali da permetterci di essere menti fantastiche come quelle di Galileo, Newton, Einstein, Archimede, ecc.; altre volte ci permettono di avere una tale sensibilità da saper creare opere d'arte; altre volte ci fanno scoprire segreti nascosti ai più... Tuttavia, i nostri cervelli rispecchiano sempre e comunque le decisioni che hanno preso i nostri elettroni e fotoni. Chiedete a uno specchio perché solo un certa quantità di fotoni torna indietro, mentre gli altri proseguono... (Feynman insegna).

Vediamo, allora, di limitarci a una simulazione AI relativa a qualcosa che non dovrebbe causare problemi all'umanità, dato che si dedica alla storia più antica della nostra casa cosmica. Una di queste simulazioni si chiama "E-MOSAICS" . Ecco quello che che riesce a fare (o, almeno, quello che gli hanno imposto di fare): " Il progetto E-MOSAICS è una serie di simulazione atte a descrivere la formazione ed evoluzione degli ammassi stellari, utilizzando tutte le informazioni suli processi cosmologici e idrodinamici. Lo scopo principale del progetto è creare modelli auto consistenti della nascita ed evoluzione dei giovani ammassi stellari che portino alla formazione degli ammassi globulari osservati attorno alle galassie".

Attraverso queste simulazioni si è riuscito a stabilire, sulla base della metallicità dei 150 ammassi globulari presenti nella nostra galassia, e sulle loro traiettorie odierne, a quali galassie sono da riferire, stabilendo anche la massa di queste e l'età in cui esse hanno interagito con la Via Lattea. Un lavoro spaventoso, dato che pur ammettendo che ogni ammasso globulare sia appartenuto a una qualche galassia che si è unita alla nostra, il movimento attuale non è certo più quello originario e trovare i legami tra di loro e come si siano potuti evolvere non è certo gioco da bambini e non ha certo una sola soluzione. Il programma AI sembra che sia riuscito a manovrare  insieme tutti i parametri e a descrivere in modo univoco le differenze tra i vari ammassi, la loro origine, pur accettando che ben poco di originale vi è nella situazione odierna. E' un po' come se guardando le cicatrici che abbiamo sul nostro corpo si riuscisse a descrivere perfettamente la nostra vita e i tempi in cui certi eventi sono capitati. Ma, sicuramente, leggere la storia della nostra galassia attraverso gli ammassi globulari regalatici da altre galassie (alcuni di essi sarebbero anche il nucleo della galassia originale) è impresa ancora superiore.

Il lavoro è stato pubblicato e contiene, perciò, l'albero genealogico della Via Lattea, in cui sono evidenziati, con tanto di età di incontro e massa aggiunta, le fasi in cui la nostra galassia si è appropriata dei visitatori esterni. Particolare importanza ha la scoperta dell'importanza fondamentale di una galassia molto antica e massiccia, contenente almeno 100 milioni di stelle, unitasi a noi circa 11 miliardi di anni fa. Probabilmente, a quei tempi, la Via Lattea era solo un quarto di quella che è oggi e quindi questo incontro è stato decisivo per tutto il suo futuro. La figura che segue mostra proprio l'albero genealogico della nostra galassia (il tronco centrale, sempre più grande, è la Via Lattea, mentre i suoi rami sono le galassie che sono venute in collisione con lei. regalandole i propri ammassi globulari).

Alla galassia più grande è stato dato il nome di Kraken (su questo nome torneremo alla fine).

Fonte: D. Kruijssen (della galassia Enceladus abbiamo parlato QUI, della Sagittarius e del suo ipotetico contributo alla formazione del nostro sistema solare QUI)

C'è veramente da rimanere a bocca aperta, anche se il contributo fondamentale è stato fornito da dati reali e inequivocabili, ossia quelli della missione GAIA. Solo la sua descrizione attraverso 6 componenti (tre per la posizione e tre per la velocità) ha permesso di sapere dove sono e come si muovono milioni e milioni di stelle. Una visione dinamica a tre dimensioni di precisione incredibile.

Prendiamo per buone queste simulazioni, ammettendo che i ricercatori abbiano veramente predisposto modelli in grado di prendere decisioni basate non su idee prestabilite, ma sulle situazioni trovate durante il loro svolgimento. Io ho qualche dubbio, ma è una convinzione molto personale e probabilmente antiquata e limitata. Resta il fatto un po' strano che l'articolo relativo a questa stratosferica simulazione è uscito ad agosto, ma solo oggi è venuto alla luce, malgrado le sue conclusioni, a dir poco, strabilianti. Non credo proprio che c'entri il COVID.

Qui potete trovare l'articolo originale

Volevo fare un piccolo appunto finale sul nome dato alla galassia che ha cambiato così tanto, probabilmente, il futuro della Via Lattea primigenia: Kraken. Bene, ecco la definizione di Kraken che viene data da Wikipedia:

Il Kraken è un mostro marino leggendario dalle dimensioni abnormi, generalmente rappresentato come un gigantesco cefalopode somigliante a una piovra o calamaro, con tentacoli  abbastanza grandi e lunghi da avvolgere un'intera nave.

Beh, sì... forse lo conoscevamo tutti. Un mostro ipotizzato fin dal '600 che probabilmente vede la sua nascita a causa di avvistamenti di calamari giganti, animali realmente esistenti. Ovviamente, è un mostro "cattivo", capace di trascinare una grande imbarcazione in fondo al mare e divorare tutto l'equipaggio. Un mostro, il cui incontro è portatore di sicura sventura.

Ma, allora, perché chiamare la galassia proprio Kraken? Dobbiamo vederla come un invasore malvagio? Ancora una volta, ecco farsi luce la paura del diverso... Una galassia che ha portato nuova linfa alla nostra, l'ha fatta crescere, lasciando anche dei segni in grado di ricostruirne la vita, diventa un mostro e non un portatore di novità e di nuova cultura. Se ricordassimo che la civiltà è nata tra Tigri ed Eufrate, almeno 5000 anni prima di Cristo, quando in Europa si viveva ancora nelle caverne o quasi, e che in Cina si iniziava, a quei tempi, perfino lo studio dell'Astronomia, forse dovremmo cambiare nome a questa galassia che di cattivo ha ben poco. O, forse, dovremmo cambiare la nostra visione del "diverso" e non giudicare limitandoci solo alla situazione odierna. Chi oggi fa paura potrebbe ribaltare la situazione e invertire le parti...

 

12 commenti

  1. Frank

    Ciao Enzone, sarà che avere delle palline da golf che rimbalzano nella testa non mi aiuta ma penso che, per la prima volta, non capisco cosa vuoi dire cioè se vuoi dicutere della simulazione, della IA, delle implicazioni sociali/adattamenti della scienza o altro.

  2. caro Frank,

    rifacendomi all'articolo apparso "tardivamente" che fa uso di AI, pongo i  miei dubbi su modelli di questo tipo e sull'affermazione che questi modelli siano veramente in grado di prendere decisioni non già immesse nella stessa modellazione. Insomma, mi fido poco dei programmi AI e delle capacità che hanno... Continuo a vederli come aiuto per svolgere calcoli terribili, ma che siano loro a decidere  qualcosa mi lascia molto dubbioso...

    Lo so, sarò antiquato, ma....

    Insomma, solo una scusa per discutere questo tipo di programmi...

  3. Frank

    A ecco mo ci sono arrivato.... non saprei dire oltre quel che mi appare, nel senso che ho provato a leggere l'articolo originale ma non ne vengo a capo e quel che vedo e che si parte da uno stato di fatto e si prova a ricostruirlo ma così mi pare che si possa ricostruire qualsiasi cosa. Pur ammettendo la buona fede della ricerca e considerando il lavoro come pioneristico, mi domando quale valore reale possa avere un calcolo così complesso dove sono sicuramente state fatte delle approssimazioni alla "grossa". Si dibatte ancora sulla velocità di rotazione delle galassie e la domanda è: ad es. quanta, per ora fantomatica, materia oscura è stata inserita per fare questa simulazione ma questa mi pare solo la punta dell'iceberg. Certamente da qualche parte si deve cominciare e quindi ben vengano simulazioni come queste che se non altro testano le capacità di calcolo. Forse a volte si fa confusione tra AI che da quel che vedo in giro è ancora da venire con il MW ma ripeto non sono riuscito manco ad arrivare a metà dell'articolo originale e posso aver frainteso.

  4. Frank

    Hopsss, meno male che ho riletto mi è scappata una W al posto della L. Volevo dire machine learning, sorry.

  5. perfettamente d'accordo con te, caro Frankraken !

    Voi come li mangiate i kraken? farina e piselli o saltati alla piastra (piastrone...)?

  6. Frank

    Qui con qualsiasi cosa commestibile capiti a tiro si fa un bel Braai, pur non essendo un estimatore di tale pratica in questo caso direi che ci sta, il Kraken e molto grasso, la cottura sulla fiamma lo rende delizioso. Per il contorno patatine fritte altra "delizia" di queste parti, qualsiasi cosa ordini le trovi nel piatto e non importa che sia colazione, pranzo o cena. Naturalmente invece per il povero semplice calamaro la solita frittura è di default, a richiesta grigliato, fine delle opzioni. Altro che ML,  AI forte o debole che sia siamo in piena MA (monotonia alimentare).

  7. capita di trovarci dentro un capodoglio? Due mangiate al posto di una...

    Va beh... torniamo a essere seri, altrimenti AI DECIDE di "bannarci"... :mrgreen:

  8. Mario Fiori

    Sulla AI carissimo Enzo mi trovi perfettamente daccordo . L'umanità però è attratta dal creare qualcosa di artificiale che gli assomigli in tutto e questo non mi sembra molto bello e pure un po' pericoloso. Per quanto riguarda la ricerca in questione mi sento di dire che logicamente è agli inizi e non è attendibilissima;vorrei poi dire che, con la voglia di spettacolarizzare e con il farsi prendere dall'entusiasmo tipico  dell'essere umano, non si riesce sicuramente a capire bene dove si vuole arrivare e dove si arriverà. Comunque resta interessante seguire i successivi step.

  9. esattamente, caro Mario. Magari si capirà anche meglio la logica intrinseca del modello...

  10. Fabrizio

    Enzo, mi domando e domando se ci siano alternative per trattare argomenti come quello dell'articolo.

    Per quanto ho capito dal paragrafo 2.1 dell'articolo, con le simulazioni hanno calcolato come si dovrebbero presentare ammassi globulari (ipotetici) provenienti dalla fusioni di ipotetiche galassie con definite caratteristiche ed in certe fasi della loro evoluzione, creando una casistica che potesse mettere in relazione caratteristiche attuali degi ammassi (ipotetici) e le caratteristiche della ipotetiche galassia di provenienza. Da questi dati, con l'aiuto di strumenti di Machine Learning, hanno calcolato le funzione di regressione che a partire dalle caratteristiche osservate delle famiglie di ammassi globulari (questa volta reali in gran parte definite in altri articoli), permettessero di arrivare alle caratteristiche delle galassie di provenienza.

    La simulazione di per se stessa non mi sembra sia il problema, se non per la sua complessità. In fin dei conti credo che le simulazioni discusse nell'articolo siano un modo più o meno approssimato di risolvere numericamente dei sistemi di equazioni differenziali molto complessi. Non dovrebbe esserlo neanche l'utilizzo di metodi di IA, nel caso specifico di Machine Learning, per trovare i parametri di una sorta di regressione che permetta di "invertire" le equazioni differenziali utilizzate nelle simulazioni. In questo caso la IA non prende alcuna decisione, fa solo una lunga serie di calcoli per trovare i parametri della regressione.

    Quindi le simulazioni e gli strumenti di ML mi sembra siano gli strumenti con i quali possono essere tratte le previsioni dalle teorie sulla base delle quali sono state definite le simulazioni. La complessità dei modelli che descrivono il fenomeno consente alternative?

    Fino a qui stiamo applicando perfettamente i primi due passi del metodo scientifico: sviluppo di una teoria e da questa trarre previsioni, preferibimente non note in precedenza.

    Il problema mi sembra arrivi a questo punto. La previsioni ottenute dovrebbero essere messe alla prova confrontandole con le osservazioni. Nel caso dell'articolo dovremmo osservare la fusione di galassie con le caratteristiche previste dall'articolo per verificare se portano alla composizione di ammassi globulari osservati nella nostra galassia. Magari ripetere l'osservazione più volte per dargli una validità statistica. Impossibile anche solo idealmente per l'unicità del tipo di fenomeno e praticamente per i tempi in gioco.

    La domanda che (mi) faccio allora è: il metodo scientifico "puro" è applicabile allo studio di argomenti cosmologici come quello dell'articolo?

    Forse la verifica sperimentale non è possibile o è possibile solo parzialmente. Possiamo solo confidare nella peer review per mettere in evidenza eventuali errori nella costruzione dei modelli e nella esecuzioni delle simulazioni.

    Certo la deviazione dal metodo scientifico è sostanziale. Il rischio che ci si perda nei meamdri delle simulazioni in mancanza della bussola della verifica sperimentale è notevole. Ma ci sono alternative?

  11. sono pienamente d'accordo con te, caro Fabry

    non penso nemmeno io che si discosti di molto da una "semplice" simulazione numerica con un mucchio di variabili ben poco conosciute. Dire che la simulazione prenda decisioni mi sembra del tutto improbabile, anche se la mia esperienza a proposito è molto scarsa.  Come al solito, nei modelli si può mettere di tutto e di più, ma certe riprove osservative sono necessarie. Possibile che non si riesca a leggere nelle varie collisioni galattiche qualche indizio in più sulla dinamica degli ammassi globulari? Solo a quel punto diventa accettabile una simulazione attendibile, senza bisogno di decisioni fantasma... Mah...

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