Centro San Domenico

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Bologna, 10 gennaio 2023

Agli amici degli

Incontri Interdisciplinari

Carissimi,

ci rivedremo lunedì 23 gennaio, alle ore 21, presso il Convento San Domenico, che ci ospiterà nella sua “sala del fuoco”, cui si accede da Via San Domenico 1.

Proseguiremo il dibattito nato nell’incontro di dicembre, animato dal prof. Jaime Julve, su:

il supporto materiale dell’informazione.

C’è la possibilità di partecipare on-line tramite Skype. Per partecipare in questo modo, è indispensabile accordarsi, via e-mail, con padre Sergio Parenti, entro giovedì 19, per effettuare eventuali prove di collegamento ed accordarsi.

In attesa di incontrarci, un cordiale saluto

fra Giovanni Bertuzzi O.P. fra Sergio Parenti O.P.

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Breve resoconto dell’Incontro Interdisciplinare del 23 gennaio 23

a cura di fra Sergio Parenti O.P.

JULVE - Abbiamo parlato della coscienza, dell’informazione e della trasformazione. Ci siamo soffermati sul concetto filosofico di trasformazione, che è trasformazione di qualcosa; poi abbiamo parlato di emittente e ricevente di una informazione: entrambi si modificano, anche se forse un’emittente può inviare informazione senza alterare il suo contenuto di memoria, ma conservandone una copia. Parenti sottolineava l’aspetto della sostanza e degli accidenti, concetti della filosofia classica che pare non abbiano molto interesse in ambito scientifico e tecnologico, ma è lì che volevo inserirmi. Quando entriamo nel mondo subatomico, per via del principio di Landauer, cancellare un bit di informazione implica disperdere un minimo di energia, aumentando l’entropia. Allora, dicevo, anche per creare un bit di informazione sarà necessario un minimo di energia. Nel mio contributo ho posto l’accento sulla questione di “oggettivo”: in questi giochi c’è energia. Poi ho messo in discussione portandovi alla conclusione che anche senza scambio di energia può esserci scambio di informazione, almeno nella cosiddetta “computazione reversibile”. L’energia è l’equivalente della massa. Ma alla pari delle variabili meccaniche, nella fisica subatomica ci sono cose altrettanto se non più importanti: i famosi numeri quantistici. Mi spiego: un fotone scompare e si forma una coppia elettrone - positrone: cambia la “sostanza” dei protagonisti, il tutto però conservando l’energia e la quantità di moto (momento). L’unica cosa “oggettiva”, che muove l’ago di un apparecchio di misura dell’energia e della quantità di moto, è l’energia: questo è ciò che tocchiamo con mano, mentre quasi tutto il resto è come “accidentale”: sono costruzioni che facciamo per mettere ordine in quel mondo a livello teorico (teoria quantistica dei campi, modello standard, ...). In altre parole, le categorie che a livello macroscopico sembrano ovvie, a livello subatomico non sembrano più così distinguibili. E aggiungerei che gli addetti ai lavori non hanno interesse per queste distinzioni, ma quello che si misura è l’energia, la massa ed anche la carica elettrica, che lascia la traccia nei rivelatori. Viene da dire che questa è la “sostanza”, almeno è molto difficile dire quale sia la sostanza e quali gli accidenti. Anche Aristotele e gli altri antichi oggi parlerebbero diversamente. Su questo lancio la proposta di dibattito.

BERTUZZI - All’interno di “sostanza” c’è un’altra distinzione, che richiama la distinzione tra massa, energia, ecc. Il modo di leggere la fisica da parte di Aristotele era soprattutto legata al legame tra materia e forma. La materia è ciò con cui si forma una sostanza, e la forma è ciò che determina la materia. Due principi distinti nella struttura della sostanza, così come si distinguono essenza ed esistenza: l’atto di esistere che viene determinato dall’essenza di ciascuna cosa, per cui le distinguiamo. Queste categorie erano fondamentali per distinguere le parti della sostanza. Già a quei tempi esisteva la teoria che la materia fosse formata di atomi. Io considero la teoria di Aristotele come modo di ordinare in modo organico tutte queste cose. Nella fisica attuale tutto prende forma attraverso l’energia, mentre nella filosofia classica c’era una concezione dell’unità della sostanza che è frutto della composizione di due elementi complementari: la materia e la forma.

JULVE - Allo stesso livello ontologico? Io, forse confondendomi, parlavo di “sostanza” e “accidente”, che però è qualcosa di secondario.

BERTUZZI - La mia distinzione è all’interno della sostanza.

PARENTI - Tu parlavi anche di essenza ed esistenza, ma l’essenza abbraccia sia la materia, sia la forma.

BERTUZZI - Materia e forma fanno parte della sostanza. La forma, che può essere anche senza una materia, ha essenza ed esistenza. Questi principi servivano a render ragione sia della realtà materiale sia di una realtà immateriale: non so come possano essere messi a confronto con la realtà subatomica. Anche lì ci sarà un principio materiale ed uno formale.

JULVE - I professionisti in questo campo si preoccupano piuttosto delle misurazioni: i dati vengono acquisiti dal computer e con questo fanno le statistiche sulle particelle.

BERTUZZI - Non vanno oltre? Maiorana entrava all’interno della interpretazione della struttura subatomica dando spiegazioni che riguardavano “come” si comportava una particella. Ma mi domando se ci si limitasse ad una descrizione fenomenica di quello che avviene o si andasse al di là. Perché ci furono anche cambiamenti di interpretazione, ad esempio del modello planetario. Invece la teoria della composizione della sostanza riguarda una struttura della realtà in senso generale. Sono piani diversi.

JULVE - Direi che il modo di pensare al mondo subatomico è di fare misurazioni in maniera sempre più ricca di dati. Il modello atomico iniziale viene corretto. Al momento presente si pensa ad un insieme di particelle ritenute elementari, come dice il modello standard. Però su “che cosa sia” un elettrone, il fisico di oggi dice che ha una energia, una carica elettrica elementare, e così per le altre particelle, ma senza affermare “che cosa sia” nel senso filosofico. La sua natura ultima, la sua essenza, resta un mistero. Solo la teoria delle stringhe fa un passo più in là: le particelle sono cose estese come piccole corde vibranti… Ma i professionisti della fisica riconoscono che in fondo la natura di queste cose resta un mistero. Conosciamo solo caratteristiche “accidentali”, non la “sostanza”.

BERTUZZI - L’elettrone, credo, non ha un’esistenza autonoma. Esso è una parte di una realtà che ha una sua autonomia, come una molecola. L’atomo stesso non esiste in modo autonomo.

CASADIO - Anche l’atomo ha un’esistenza autonoma. La materia di cui parla padre Giovanni non è un principio. L’insieme di particelle di cui ha parlato Julve è qualcosa di misurabile. Sono piani diversi. Perché vogliamo interpretare la materia aristotelica sullo stesso piano?

PARENTI - La chimica parla di sostanze semplici e sostanze composte, e di altri modi di aggregazione, come le leghe dei metalli…. Il concetto di sostanza è quello che aveva anche Aristotele. Uno parla di sostanza anzitutto di qualcosa che esiste. In modi diversi, le cose che esistono, dai viventi alle stelle, tutte si trasformano perché interagiscono. Tra la generazione e la corruzione ci sono le trasformazioni che non riusciamo a fermare. Anche gli “stati” sono effetto di equilibri tra altre trasformazioni ed hanno una durata che misuriamo col tempo. Al momento della generazione inizia il conto alla rovescia verso la corruzione, con la quale diventi altre cose: non diventi nulla. Era questo il problema che gli antichi si ponevano. Le sostanze semplici erano dette elementi, poi ci sono le sostanze composte, perché anche loro sapevano che certe sostanze si potevano scomporre in altre “più semplici”. Si sbagliavano ad identificare gli elementi, ma sapevano che dovevano esserci. Anche gli atomi erano ammessi, perché sapevano che ogni realtà naturale ha dimensioni minime per poter esistere. Anche Aristotele ammetteva gli elementi e gli atomi. Unica eccezione era quella di chi identificava gli atomi con i punti della geometria, che possono essere infiniti anche in una quantità minima: era la dottrina delle “omeomerie”: una contaminazione tra realtà naturale e geometria. Il problema era che una cosa si corrompe in altre. Ma anche per essere generata, non viene da qualunque cosa, ma da determinate altre cose, e ne porta le conseguenze: in qualche modo l’acqua pesa quello che pesano gli atomi di idrogeno ed ossigeno che la compongono. Aristotele chiamava il modo di esistere delle cose di questo mondo un “essere ciò che qualcos’altro era”; poi, estendendo il modo di esistere anche a cose non del nostro mondo, lo si è chiamato “essenza”. Il problema era: che cosa succede quando una cosa diventa un’altra cosa?

CASADIO - Si combinano.

PARENTI - Non è solo questione di descrivere quello che succede. L’ipotesi degli atomisti era che tutte le cose che esistono sono fatte di realtà minime che si combinano: dunque tutte le cose sarebbero fatte di questi indivisibili. Anche per Aristotele è così, ma con una differenza. Come le realtà artificiali, che costruiamo noi assemblando, per l’atomista la realtà naturale è anch’essa assemblata dal caso o da un Demiurgo; per Aristotele la realtà naturale, la “cosa” è quello che è, non è un mucchio dove in realtà gli esistenti sarebbero le sue parti semplici. Le parti che lo compongono esistono solo in potenza “virtualmente”, perché influiscono sul tutto: per questo dice “essere ciò che qualcos’altro era”. Diceva: se mi taglio la mano, la mano non è più l’arto di un vivente, è diventata un’altra cosa; la chiamo ancora “mano”, ma come chiamo “mano” la mano di una statua. La posso riattaccare? Se lo puoi, la “riassimili”, come quando mangiamo. Però se la realtà ultima che compone le altre cose fossero gli atomi o gli elementi, questi dovrebbero essere ingenerabili ed incorruttibili, mentre, come nota anche Platone nel Timeo, noi non conosciamo cose tali e anche oggi il fisico me lo conferma. Platone, che voleva seguire Pitagora, che però con l’aritmetica si era trovato di fronte alle grandezze incommensurabili, aveva optato per la geometria, che non era matematizzata e non aveva quel problema. Così, pensando a qualcosa che non fosse nulla di ciò che può esistere e però possa diventarle tutte, identificò la materia prima con lo spazio geometrico vuoto, come poi farà anche Cartesio. Aristotele non era d’accordo. Il vuoto è la mancanza di qualcosa. Io posso parlare dell’assenza di mia madre che è andata ad uno spettacolo, e dire che l’assenza durerà un’ora così come lo spettacolo durerà un’ora. Ma l’assenza non è qualcosa, bensì la mancanza di qualcosa. Aristotele risolve dicendo che per la generazione-corruzione materia e forma non sono qualcosa, ma “natura”, cioè modo di esistere di qualcosa tale da… Invece, anche per l’influsso dello stoicismo, la tradizione dell’Impero Romano, vedi sant’Agostino e Calcidio col suo Timeo, interpreta questa materia prima come qualcosa che non è niente di ciò che può esistere, ma poi dà realtà a tutte le cose generate. Molti così sono convinti che Aristotele sia un animista (come molti stoici) e per lui la forma sarebbe una specie di anima che informa questo misterioso materiale che non è niente di ciò che esiste e però dà corporeità ed esistenza a tutto il resto. I tomisti insegnano così anche oggi. Guardando le trasformazioni, che suppongono una sostanza, generazione e corruzione non sono propriamente trasformazioni e Aristotele lo dice esplicitamente. Le trasformazioni hanno un soggetto che permane. La causa materiale è ciò che permane e dà consistenza a ciò che c’era prima e ciò che viene dopo: i tomisti a volte definiscono la sostanza con la definizione che si usa per la causa materiale. Poco prima di san Tommaso e sant’Alberto, ci fu chi disse che l’essere era Dio ed era la causa materiale di tutte le cose: siamo tutti fatti di essere… La tentazione di “cosificare” questo materiale che rimane se stesso pur cambiando stato c’è anche oggi: siamo tutti fatti di energia? Di particelle elementari?

CASADIO - Tu sai come si ottengono le particelle elementari? Prendi un atomo, gli butti dentro miliardi di chilowatt di energia… Quando avremo energie più grandi forse andremo oltre il modello standard...

PARENTI - Sarebbe la posizione di Democrito. Ma si usa davvero la particella isolata? Si parla sempre di campi, di “fasci”, anche se tanto attenuati che passa un fotone alla volta: che cosa sia in se stesso un elettrone o un’altra particella resta un mistero, come diceva Julve. Anche se abbiamo tante conoscenze in più, cerchiamo, come gli antichi, “ciò che permane” quando una cosa si genera dalla corruzione di un’altra: è la mentalità che resta la stessa.

CASADIO - Sono filosofi. Ma non parlavamo di “informazione”?

PARENTI - Io rifiuto questo uso della parola “filosofia”.

JULVE - Informazione vuol dire trasformazione di qualcosa. Trasformazione di che cosa? Per questo siamo arrivati a parlare di sostanza e accidenti, materia e forma, generazione-corruzione e trasformazione.

PARENTI - Gli accidenti che hanno grandezza sono misurabili, non la sostanza.

FALCIASECCA - Se vogliamo dire che le domande fondamentali che ci poniamo sono le stesse che si ponevano gli antichi, siamo d’accordo. Noi spieghiamo qualcosa con qualcos’altro che poi non conosciamo. C’era chi diceva che il mondo è sostenuto dalla mano di un gigante; il gigante era sostenuto da una tartaruga, e la tartaruga? Noi siamo andati oltre. Siamo arrivati alle particelle elementari che costituiscono quello che chiamiamo realtà; poi che cosa ci sia dietro… campi quantistici? Tornerei al concetto di informazione.

CASADIO - Ci sono alcune cose che vorrei chiarire. Julve, nel contributo scritto, parla di supporto fisico di informazione. Non mi è chiaro il concetto di “informazione reversibile”. Se io trasmetto, produco anche entropia. Come faccio a rendere reversibile l’informazione acquisita dal ricevente? Poi c’è la relazione con l’energia, con l’espressione al limite quando la si misura, nota come limite di Landauer.

JULVE - Di computazione reversibile parlano, con altri, Feynman e Nash. Ho cercato di capire in questo senso: se noi implementiamo il calcolo algoritmico tramite un sistema fisico concreto (circuiti che si aprono e si chiudono…), l’informazione è un trasferimento a catena di stati (bit: 1, 0) che si trasferiscono da un sistema ad un altro. “Reversibile” immagino voglia dire che, se facciamo un’inversione temporale, questa catena può andare anche all’indietro.

CASADIO - In natura non esistono fenomeni reversibili, perché qualcosa lo dissipi in senso termodinamico.

JULVE - Nei sistemi macroscopici (a molte particelle, statisticamente) c’è la regola dell’entropia e il disordine aumenta. A livello delle leggi fondamentali (delle leggi di Newton e di tante cose del mondo microscopico) le equazioni sono simmetriche sotto inversione temporale.

CASADIO - Ma è qualcosa di ideale!

JULVE - Certo! Quando si parla di computazione reversibile, immagino, si intende la computazione che si porta avanti con piccole cose, singoli atomi.

CASADIO - Ho capito. Lo stesso trucco che si usa in termodinamica per dire che se faccio una trasformazione dove cambiano i parametri di un sistema, la posso considerare reversibile.

JULVE - Nash dice che per lui computazione reversibile vuol dire computazione quantistica. Ma non ti posso spiegare di più.

FALCIASECCA - Se ci muoviamo nell’ambito dei bit, non c’è niente di reversibile; ma non nel campo dei qubit.

CASADIO - Ci vuole un computer quantistico per realizzare queste cose?

FALCIASECCA - Direi di sì. A livello di qubit ci sono tutte le operazioni logiche che noi siamo abituati a fare con i bit. Nel mondo quantistico il qubit può avere qualunque valore tra 0 e 1, ma nel momento in cui andiamo a vedere quanto vale, è 0 o 1.

CASADIO - Ricordo che il processo della fotosintesi, che è un flusso di elettroni che viene acquisito da una molecola ecc. ecc., ebbene, questo fenomeno è stato simulato da un computer quantistico. Però, in sintesi, l’informazione richiede un supporto fisico?

JULVE - Ho fatto una proposta, nel contributo: secondo me forse non c’è bisogno di un supporto fisico nel senso di coinvolgimento di energia. Se per “fisico” intendiamo che coinvolge energia, allora forse non ci vuole. Questa è la morale della favola.

CASADIO - Quindi neanche il campo? Pensi che un’informazione possa viaggiare in un vuoto “assoluto”? Se noi non esistessimo, forse nemmeno l’informazione esisterebbe?

FALCIASECCA - Questa è una domanda fondamentale. C’è informazione nel mondo fisico, senza che ci sia un vivente in grado di recuperarla?

CASADIO - Secondo me, no.

FALCIASECCA - Anche secondo me, ma non è una risposta scontata. C’è il supporto fisico. L’informazione suppone una interazione di un vivente o di una macchina costruita da un vivente con il mondo fisico. Però c’è chi sostiene che c’è informazione anche nel mondo fisico.

CASADIO - Se non ci fosse chi ha inventato come misurare la trasmissione dell’informazione…

FALCIASECCA - Un fatto fisico diventa informazione nel momento che c’è qualcuno che lo sente. E l’informazione è tanto più grande quanto più il ricevente è predisposto a capirlo.

PARENTI - Che differenza c’è a parlare di informazione a livello di trasformazione fisica o chimica, e quando parliamo della danza con cui le api si comunicano dove si trovano fiori con nettare? Questo è un trasmettere conoscenza. Che differenza c’è tra “informazione” che è comunicazione di notizia, di conoscenza, che suppone una capacità di conoscere in chi trasmette e in chi riceve (o anche solo in chi riceve come quando diciamo che un fumo è indizio, “segno” di un fuoco) e quando parliamo di “informazione” restando nel solo piano fisico-chimico? Cosa cambia nel senso della parola “informazione”?

FALCIASECCA - Un essere umano, per acquisire informazione dall’ambiente, deve avere sensori capaci di acquisire, trasformandosi, informazione dall’ambiente. Questo mi predispone. Se memorizzo il fumo, tempo dopo, vedendo un fuoco che fa fumo, acquisisco l’informazione che dove c’è fumo c’è fuoco, e questo diventa conoscenza. Quando sono solo predisposto, l’informazione si consuma subito. Se tocco qualcosa che brucia, tiro via subito la mano. Se le informazioni le prendo e le metto da parte, le informazioni diventano conoscenza nel momento in cui sarò in grado di elaborarle nel mio cervello, e davanti a qualcosa che brucia divento più attento.

CASADIO - Quando metti la mano sul fuoco, hai delle strutture sensoriali che arrivano al cervello e ti fanno ritirare la mano. Dunque sei predisposto in qualche modo alla reattività.

FALCIASECCA - Hai ragione. Ma ci sono nell’ambiente cose abbastanza stabili per molto tempo, per cui gli organismi viventi si adattano a queste cose stabili facendole proprie. L’evoluzione avviene così.

CASADIO - Con l’aumento del cervello e la formazione di nuovi geni c’è un adattamento per reagire alle mutazioni dell’ambiente, come certi batteri si sono adattati a cibi nuovi. Noi conosciamo e sopravviviamo quando ci siamo adattati.

FALCIASECCA - Noi abbiamo progettato macchine capaci di raccogliere ed elaborare informazioni dall’ambiente, mentre noi, che facciamo qualcosa di simile, veniamo da un’evoluzione darwiniana, senza progetto. Una differenza certa tra la macchina e noi è che la macchina non ha uno scopo autonomo.

PARENTI - Resta la mia domanda: quando c’è conoscenza e quando no?

FALCIASECCA - Conoscenza è quando di una informazione “so” cosa farmene.

PARENTI - Un conto è la comunicazione di notizia, un conto è ricavare notizia da una realtà, un conto sono le trasformazioni che avvengono tra le cose di questo mondo senza che nessuno ne tragga notizia o intenda trasmetterne.

FALCIASECCA - L’ambiente manda una quantità enorme di stimoli. Ogni vivente, e anche le macchine, sono in grado di apprezzarne solo una minima parte. Quelli che ci riescono sono quelli acquisiscono informazione. Questa informazione può essere usata subito, come quando uno reagisce al fuoco, oppure può essere conservata ed elaborata, e si passa dall’informazione pura alla conoscenza, ad esempio della relazione tra fuoco e fumo.

CAPELLA - Mio marito Anio Arigoni diceva sempre che l'informazione è quell’elemento che diminuisce l’entropia solo quando è interessato il ricevente e l’informazione è tanto più grande quanto maggiore è l’interesse e quanto minore diventa l’entropia, cioè quanto più toglie incertezza e confusione in un campo di conoscenze. La conoscenza diventa maggiore quando l’informazione è accolta perché c’è l’interesse da parte del ricevente. Questo può essere utile al discorso?

FALCIASECCA - Supponiamo che ci siano dei dati che rappresentano informazione. Quando ci danno conoscenza? Quando una macchina è in grado di operare su questi dati. Fino a quando non li opera, diciamo che abbiamo dell’informazione (attenzione! ragioniamo con concetti che, quando cerchiamo di definirli, è una strada lunga…). La macchina si mette ad operare su questi dati e ne trae una correlazione, ad esempio che chi è grasso ha più probabilità di prendere un infarto. A questo punto passiamo da un insieme di dati grezzi ad una conoscenza parziale di un fenomeno: il legame tra essere grassi ed il prendere un infarto.

CAPELLA - Ed è diminuita l’entropia.

CASADIO - Ma c’è un problema. La macchina, mentre fa questa correlazione, non capisce niente di che cosa sia “grasso” e cosa sia “infarto”. Fa un’operazione matematica.

FALCIASECCA - Ma dietro ci siamo noi. Francesco Bacone faceva delle tabelle in questo senso per cercare correlazioni.

PARENTI - La trebbiatrice, quando separa il grano dal resto della spiga, oppure la tramoggia che separa l’oro dal terreno frantumato, è informazione? Conoscenza? Elaborazione da parte di una macchina?

CASADIO - Tu parli dell’azione meccanica che separa le pepite dalla sabbia. Invece io ho una macchina che mi elabora dei dati attraverso algoritmi umanamente inventati (io ci metterei un anno a farlo) e mi dà il risultato dell’esistenza della correlazione che io leggo e così acquisisco informazione.

PARENTI - Anche il cercatore riesce a vedere l’oro che prima era mescolato alla sabbia.

FALCIASECCA - La tua è una metafora.