lunedì 7 marzo 2016

La Macchina e la società moderna: una prospettiva sulla disoccupazione tecnologica.

Il carattere dell’innovazione tecnologica che si è sviluppata tra quando l’essere umano ha smesso di essere un puro cacciatore-raccoglitore, a tempi relativamente recenti, può essere così riassunta: creazione di muscoli meccanici per ridurre la necessità di lavoro fisico da parte dell’uomo. Questo sviluppo ha raggiunto il suo picco tra il diciannovesimo ed il ventesimo secolo, abbattendo prima il numero di lavoratori necessari per l’agricoltura, poi quelli necessari per l’industria.

In tempi più recenti – ovvero, da quando i computer sono divenuti abbastanza efficienti ed economici – l’innovazione tecnologica si è espansa anche verso la creazione di menti meccaniche. Non intelligenze artificiali vere e proprie, ma programmi sufficientemente avanzati per iniziare a sostituire gli esseri umani anche in campi che in precedenza erano loro dominio esclusivo.

Per fare un esempio, i mercati finanziari: originariamente gestiti da broker umani, attualmente sono gestiti pressoché interamente da softbot in grado di comprare, vendere ed eseguire predizioni di mercato migliaia di volte più velocemente di quanto un essere umano potrebbe mai fare. Lo sviluppo di menti meccaniche, accoppiato agli avanzamenti della robotica, ha condotto alla creazione di altri concorrenti al lavoro umano. Automobili senza necessità di autista. Robot in grado di testare autonomamente migliaia e migliaia di farmaci e condurre analisi mediche. Softbot per la compilazione della reportistica, la gestione degli impegni, l’analisi di documentazione legale, la pubblicazione di notizie giornalistiche. Persino per la composizione musicale automatica.

Tutti ambiti in cui l’automazione presto affiancherà ed eventualmente sostituirà operatori umani, non appena sarà in grado di svolgere le mansioni in modo più efficiente. Non perfetto: solo più efficiente. Il più grande impatto che la macchina avrà sulla società contemporanea sarà rendere obsoleti metà dei lavoratori attualmente impiegati: una crisi economica in confronto alla quale quella attuale non è che una trascurabile fluttuazione negativa dei mercati. Una transizione che potrebbe e dovrebbe essere gestita con piani di lungo corso, e che invece viene ignorata sia dalla popolazione che dalla classe politica, e lasciata alle pure forze di mercato.

Conviene augurarsi che il proprio lavoro non possa essere automatizzato facilmente.

venerdì 26 febbraio 2016

La Macchina protagonista della Fondazione

Il protagonista della trilogia della Fondazione è, in senso lato, una macchina: una macchina sociologica, il cosiddetto "Piano Seldon". Consideriamo la definizione di macchina data nel corso: "un dispositivo che, consumando una risorsa, altera lo stato di un sistema", e come il Piano Seldon possa conformarsi ad essa.
È molto facile stabilire quale sia il dispositivo che lo compone: le due Fondazioni, e l'arrangiamento peculiare con cui sono state disposte da Hari Seldon all'interno della galassia. Vediamolo direttamente nelle parole dell'autore:

"Terminus e la sua Fondazione gemella, all’altro estremo della Galassia, sono i semi della Rinascita da cui nasceranno i fondatori del Secondo Impero Galattico. E la crisi in cui vi trovate attualmente è l’avvio all’ascesa di Terminus."
Prima Fondazione, Parte seconda: Gli Enciclopedisti, Capitolo VII

Quando il Primo Impero stava per cadere, Hari Seldon insieme ad un gruppo di psicostorici, dopo aver analizzato il corso futuro della storia, per mezzo di un sistema d’indagine matematica ormai a noi sconosciuto, creò le due Fondazioni ponendole ai due capi estremi della Galassia. Le dispose in modo che le forze economiche e sociologiche che si sarebbero lentamente sviluppate, avrebbero potuto fare di loro due focolai per la rinascita del Secondo Impero
Seconda Fondazione, Parte prima: La ricerca del Mulo, Primo interludio

Il Piano Seldon consuma anche risorse, ovviamente di tipo sociale e politico: l'autonomia e le mire espansionistiche degli "stati" in cui è suddivisa la galassia; l'innovazione tecnologica portata avanti dalla Prima Fondazione; la parabola discendente dello stesso Impero Galattico, in tutta la prima parte della trilogia; in ultima analisi, il Piano Seldon sfrutta le vite e le aspirazioni di tutti gli esseri umani per compiere un lavoro, così come un motore a vapore sfrutta l'espansione del gas caldo per muovere i propri pistoni.

"Secondo i miei calcoli, voi ora avete raggiunto il predominio sui regni confinanti con la Fondazione. Nella prima crisi li avete tenuti a bada con l’equilibrio dei poteri, nella seconda, avete vinto servendovi del potere spirituale contro quello temporale."
Prima Fondazione, Parte terza: I sindaci, Capitolo IX

"Fino a quando conoscevano l’esistenza del Piano Seldon, senza conoscerne i dettagli, erano fiduciosi, ma incerti. Sapevano di riuscire ma non sapevano né quando né come. Di conseguenza, vivevano in una continua atmosfera di tensione... che era proprio quello che Seldon desiderava. Avremmo potuto contare sulla Prima Fondazione perché lavorava al massimo potenziale."
Seconda Fondazione, Parte seconda: La ricerca da parte della Fondazione, Capitolo X

Infine, ovviamente, il Piano Seldon altera lo stato di un sistema: la configurazione politica, sociale e persino antropologica della galassia immaginata da Asimov. Trasforma lo stato iniziale del sistema, una galassia frammentata in "stati" in competizione l'uno con l'altro con al centro l'antico Impero Galattico in declino irreversibile, verso uno stato finale in cui l'Impero Galattico sia stato ripristinato sotto l'egida delle due Fondazioni.

"Dopo la Caduta verrà
inevitabile la barbarie, un periodo che, in circostanze normali, secondo quanto ci dicono gli psicostorici, dovrebbe durare trentamila anni. Noi non possiamo evitare la Caduta e nemmeno vorremmo farlo, poiché l’Impero ha ormai perduto la cultura, la forza ed il valore di una volta. Ma possiamo accorciare il periodo di barbarie che seguirà, riducendolo a mille anni."
Prima Fondazione, Parte seconda: Gli Enciclopedisti, Capitolo VII

"Il Progetto Seldon. Grazie ad esso sono state create le condizioni opportune affinché in mille anni, che ora sono diventati solo seicento, si formi un Secondo Impero Galattico nel quale l’umanità potrà essere guidata dalla scienza mentale. Nel medesimo intervallo di tempo, la Seconda Fondazione si svilupperà e preparerà un gruppo di Psicologi capaci di assumere la guida. O, come molte volte io ho immaginato, la Prima Fondazione stabilirà l’unità politica, mentre la Seconda Fondazione costituirà una classe dirigente già preparata."
Seconda Fondazione, Parte seconda: La ricerca da parte della Fondazione, Capitolo VIII

mercoledì 17 febbraio 2016

Stralci dalla Fondazione


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Tre citazioni alla trilogia della Fondazione di Isaac Asimov, il libro che ho scelto da commentare durante questo corso. Per ogni citazione, una macchina che entra in modo critico all'interno della narrativa.

Nella prima citazione, si menziona una centrale nucleare: epitome del dominio tecnologico della Fondazione nei confronti dei sistemi stellari vicini più arretrati, consente all'autore di esemplificare il metodo di indottrinamento religioso con cui la nascente potenza galattica riesce a mantenere il controllo dei bellicosi sistemi confinanti in questo stadio iniziale del proprio sviluppo.

"La religione, la stessa che la Fondazione ha creato e incoraggiato, è costruita su princìpi autoritari. I sacerdoti hanno il controllo diretto di tutti gli strumenti scientifici che noi abbiamo dato ad Anacreon, ma li sanno usare in modo empirico. Credono ciecamente in questa religione, e nel valore spirituale del potere che esercitano. Per esempio, due mesi fa un pazzo ha messo le mani nell’impianto atomico del Tempio Tesselekiano: uno dei più grandi. Naturalmente ha fatto saltare in aria cinque isolati della città. L’episodio venne considerato da tutti, clero compreso, come una vendetta divina."
Prima Fondazione, Parte terza: I sindaci, Capitolo IV

Nella seconda citazione, si menziona il "sonovisore": uno strumento musicale in grado di indurre uno stato allucinatorio visivo in chi lo ascolta, controllabile dal "musicista". Trova il proprio utilizzo come estensioni delle facoltà di un personaggio cruciale nella sezione centrale del romanzo, ed è un punto cardine dello schema narrativo in quanto gli permette di aggirare i postulati su cui si basa il Piano Seldon seguito dalla Fondazione.

"— È stato merito di Magnifico — rispose Toran. — Indbur ha insistito per avere una composizione al sonovisore sulla cerimonia della Volta del Tempo, con lui senza dubbio nella parte di eroe. Magnifico ha rifiutato di partecipare alla riunione senza di noi e non c’è stato modo di convincerlo."
Fondazione e Impero, Parte seconda: Il Mulo, Capitolo VIII

Nella terza citazione, si menziona invece uno strumento più mondano: un elettroencelografo. Tuttavia, in questa sezione conclusiva della trilogia, questo datato strumento ottiene una rilevanza particolare: può essere infatti utilizzato per discriminare fra i comuni umani e i membri della Seconda Fondazione. Questa tecnica risulta di un interesse cruciale per i tecnocrati della Prima Fondazione, che in seguito agli eventi in cui compariva il "sonovisore" erano venuti a conoscenza dell'esistenza della Seconda, e del fatto che questa stesse attivamente manipolando le dinamiche sociologiche grazie alle simulazioni storiche rese possibili dalla scienza della Psicostoria, attorno a cui ruota l'intera trilogia.

"Il dottor Darell, seduto nel suo laboratorio, s’era fissato sulla testa gli elettrodi, mentre un ago, racchiuso in una campana vuota, vibrava impercettibilmente. Alle sue spalle si trovava il registratore; il soggetto, infatti, non doveva vedere il diagramma, altrimenti sarebbe stato tentato di influenzarlo. Darell sapeva tuttavia che in quel momento sul diagramma appariva la ritmica e pochissimo ondulata curva Sigma, il che era ovvio, data la sua mente così disciplinata."
Seconda Fondazione, Parte seconda: La ricerca da parte della Fondazione, Capitolo IX

Tassonomia dell'elettronica criogenica

Presenterò qui uno schema di massima per categorizzare gli strumenti necessari per la mia attività di ricerca, ossia misure elettroniche di precisione a temperature criogeniche. Le categorie analizzate saranno tre: 1) strumenti per la misura elettrica di precisione; 2) strumenti per il raffreddamento dei campioni a temperature criogeniche; 3) strumenti per la realizzazione di condizioni di vuoto nelle camere di misura, che possono essere necessari a seconda dei campioni o dei refrigeratori utilizzati.

1. Strumenti per misura elettrica
    1.1 Generatori
        1.1.1 Generatori di segnale sinusoidale
        1.1.2 Generatori di forme d'onda arbitraria
        1.1.3 Generatori di segnale impulsato
        1.1.4 Generatori di potenza DC
        1.1.5 Generatori di potenza AC
    1.2 Misuratori
        1.2.1 Oscilloscopi
        1.2.2 Analizzatori di spettro
        1.2.3 Analizzatori di reti
        1.2.4 Multimetri
        1.2.5 Misuratori di potenza
        1.2.6 Frequenzimetri
        1.2.7 Analizzatori di rumore
        1.2.8 Impedenzimetri
    1.3 Strumenti misti
        1.3.1 Source Measure Units (SMUs)
        1.3.2 Amplificatori lock-in

2. Refrigeratori criogenici
    2.1 Refrigeratori in flusso criogenico
        2.1.1 Criostati in flusso di elio-4
        2.1.2 Criostati in flusso di elio-3
        2.1.3 Criostati in flusso di azoto
    2.2 Refrigeratori in bagno criogenico
        2.2.1 Criostati in bagno di elio-4
        2.2.2 Criostati in bagno di elio-3
        2.2.3 Criostati in bagno di azoto
    2.3 Refrigeratori a circuito chiuso
        2.3.1 Criostati a diluizione
        2.3.2 Criostati "pulse-tube"
        2.3.3 Rigeneratori di liquido criogenico per criostati in flusso/bagno criogenico

3. Pompe da vuoto
    3.1 Pompe da basso e medio vuoto
        3.1.1 Pompe rotative
        3.1.2 Pompe a diaframma
        3.1.3 Pompe a "scroll"
    3.2 Pompe da alto e ultra alto vuoto
        3.2.1 Pompe turbomolecolari
        3.2.2 Pompe criogeniche
        3.2.3 Pompe ioniche
        3.2.4 Pompe a diffusione

giovedì 11 febbraio 2016

Araldica moderna e Macchina

Presenterò qui due esempi di "Araldica moderna", ovvero simboli utilizzati diverse organizzazioni, all'interno dei quali il concetto di macchina è fondamentale.
Il primo esempio è il simbolo della FIOM, il sindacato dei lavoratori metalmeccanici facente capo alla CGIL italiana:
Il simbolo della FIOM acquisisce la sua forma attuale dopo la fine della Seconda Guerra Mondiale, ne 1946. Al suo interno campeggiano alcuni elementi caratteristici del lavoro operaio dell'epoca: la ruota dentata, associata all'industria meccanica; il martello, quella metallurgica; il compasso, il lavoro tecnico e di progettazione. Ad essi, presenti già nella bandiera precedente allo smantellamento del sindacato ad opera del regime fascista, si va ad aggiungere la penna, simboleggiante il lavoro impiegatizio.

Come secondo esempio di "araldica", porto invece il simbolo di un ingente piano di finanziamenti per la ricerca stanziato due anni fa dall'Unione Europea in un ambito scientifico e tecnologico molto vicino alle mie attuali linee di ricerca: la Graphene Flagship.


Il simbolo di questo programma è molto semplice: coniuga una tipologia di macchina di età veneranda come la barca a vela con il reticolo esagonale caratteristico del grafene, innovativo materiale dalle proprietà esotiche l'interesse per il quale è esploso all'interno della comunità scientifica in seguito alla sua scoperta nel 2004, e culminata con il conferimento del premio Nobel per la Fisica nel 2010 ai suoi scopritori. L'idea dietro al simbolo è rappresentativa dell'intento dietro allo stanziamento di fondi operato dalla UE: sistematizzare le competenze e le interessanti proprietà che caratterizzano il grafene e altri materiali ad esso analoghi (come il nitruro di boro e il disolfuro di molibdeno, tutti caratterizzati dall'essere a tutti gli effetti bidimensionali) sviluppate a livello di scienza fondamentale, e trasferirle a livello tecnologico ed industriale per rilanciare l'economia ad alto livello tecnologico all'interno dell'intera comunità europea.

Etimologia delle misure elettriche a bassa temperatura

L'ambito di cui mi occupo, ovvero un particolare indirizzo all'interno della più generale esplorazione delle proprietà elettroniche di materiali esotici a bassa temperatura, è in generale caratterizzata da nomi di strumenti dai nomi ragionevolmente semplici ed intuitivi. Ad esempio, l'equipaggiamento essenziale per fare misure di trasporto elettronico (ovvero, misure di resistenza elettrica) con effetto di campo, consiste in tre strumenti dai nomi ragionevolmente in grado di spiegarsi da soli:
1) Current source (sorgente di corrente): fornisce un ammontare ben preciso di corrente elettrica.
2) Nanovoltmeter (nanovoltmetro): a parte il prefisso nano-, che indica una sensibilità notevole dello strumento, questo è un normalissimo misuratore dei volt che cadono su una sezione del circuito elettrico. Queste due unità vengono usate per la misura di resistenza vera e propria.
3) Source Measure Unit (Unità sorgente e misurante): include le funzioni dei due precedenti strumenti, e viene tipicamente impiegata per il controllo dell'effetto di campo tramite un elettrodo scollegato dal resto del sistema.
Sebbene non raggiungano livelli di esotismo linguistico tipico di campi come la chimica o la medicina, tuttavia, anche alcuni degli strumenti a nostra disposizione possiedono nomi che meritano un'analisi più attenta. Ne presenterò qui tre:

1) Pulse-tube cryocooler (criorefrigeratore a tubo pulsante): questo strumento, come indica la seconda parte del nome, è un ulteriore appartenente alla categoria dei "frigoriferi quantistici" di cui avevo presentato un esemplare qualche giorno fa. Rispetto al criostato a diluizione, un pulse-tube è in grado di raggiungere temperature decisamente più modeste (2.5 K, all'incirca, contro la manciata di milliKelvin del suo cugino) ma non necessita di utilizzare il costoso elio liquido, nè tantomento il costosissimo elio-3. Invece, utilizza un primo ciclo frigorifero grossomodo analogo a quello di un comune frigo, sebbene ad elio gassoso sotto pressione, per raffreddare l'estremità di un tubo opportunamente sagomato. All'altra estremità del tubo è montato lo stadio contenente il campione da misurare. Il termine "pulse-tube" deriva dal fatto che, in questo secondo stadio, il calore viene estratto dal campione e scaricato sul ciclo frigorifero ad elio gassoso tramite onde di pressione che la cui propagazione viene forzata all'interno del tubo stesso.

2) Scanning Tunneling Microscope (microscopio a scansione ad effetto tunnel): così come tutti i microscopi a scansione di sonda, un STM altro non è che un sensibilissimo "dito" la cui falange sia di dimensioni atomiche. La differenza principale fra i vari microscopi a scansione di sonda è cosa "sentano" i rispettivi diti, e nel caso dello STM tale senso è la piccolissima corrente che passa tra una punta metallica affilata (il dito) e il campione che viene "tastato" quando la punta è situata a pochi decimi di miliardesimi di metro di distanza. Tale corrente, inesistente in base alla fisica classica, è dovuta all'effetto quantistico noto come "effetto tunnel", il quale prevede come particelle quantistiche possano superare "muri" classicamente insormontabili se essi sono sufficientemente sottili. La parte di scansione nel nome si riferisce invece al fatto che l'immagine del campione viene ricostruita dal microscopio esattamente come farebbe un cieco che legga un testo in braille: facendo scorrere il dito avanti ed indietro, riga per riga, sull'intera superificie del campione/testo da leggere.

3) Lock-in amplifier (amplificatore ad aggancio): la parte di "amplificatore" è di per sè abbastanza comprensibile. Ovvero, lo strumento rileva un segnale (tipicamente, una tensione elettrica) molto piccola e la espande senza distorcerne la forma. La parte più interessante è "lock-in", traducibile con "ad aggancio": ossia, un lock-in amplifier è in grado di migliorare enormemente la qualità del segnale misurato "agganciandosi" ad un segnale di riferimento. Fondamentalmente, un sistema di lock-in funziona un po' come un'orchestra. Il primo lock-in funge da direttore d'orchestra, o da primo violino: da un lato stimola il campione ad una frequenza ben precisa; dall'altro, trasmette la stessa frequenza a tutti gli altri strumenti, effettivamente dando il "tempo" alla misura. Gli altri lock-in collegati in cascata misurano altri segnali significativi provenienti dal campione, ma lo fanno sincronizzandosi al tempo dato dal direttore d'orchestra: così facendo, riducono di moltissimo la "cacofonia" proveniente dall'ambiente esterno e che altrimenti ridurrebbe irreparabilmente la qualità della misura/sinfonia eseguita.