Re: In fisica si può parlare di "entità" elementari ?

From: Soviet_Mario <Soviet.Mario_at_CCCP.MIR>
Date: Mon, 13 Feb 2012 15:36:19 +0100

Il 12/02/2012 21:53, Fatal_Error ha scritto:
> "Soviet_Mario" <Soviet.Mario_at_CCCP.MIR> ha scritto nel messaggio
> news:4f37e046$0$1375$4fafbaef_at_reader2.news.tin.it...
>> Il 10/02/2012 19:22, Fatal_Error ha scritto:
>>> "Paolo Russo" <paolrus_at_libero.it> ha scritto nel messaggio
>
>>>> Io ne userei 8, al piu' in scala logaritmica. :-)
>> li mortacci ! :-)
> :-)
>
>>>> Magari 16 proprio a voler strafare.
>>> Mah, secondo me non funziona bene... Ma potrei sbagliarmi!
>>>

CUT

> IMHO si tratta di pulsazioni spontanee, o meglio di sincronizzazioni
> spontanee di oscillatori caotici, tanto per capire di cosa sto parlando:
> ftp://ftp.elet.polimi.it/users/Carlo.Piccardi/VarieCda/Lezioni/CdA-Lez10.pdf

ci ho appena dato uno sguardo. E' un tantino complicata per
me (ha dei prerequisiti non elementari), ma per quel che ci
capisco mi sembra molto ben fatta e interessante. La legger�
con pi� calma (sono saltato subito ai sistemi caotici)

>
CUT

>>
>> stai dicendo che esisterebbero fenomeni "a soglia", simili alle
>> transizioni di fase ... E penso anche io che siano possibili.
> Non solo, anche nei sistemi piu' semplici, ad esempio il nostro
> "sistema" cardiaco, le pulsazioni sono Caotiche!

la pulsazione intrinseca di un cuore denervato � molto
regolare. Per� poi ci sono modulazioni esterne anche
importanti, sia umorali (catecolamine, ormoni adrenergici e
tiroidei) sia ancor pi� nervose (sistema orto e
parasimpatico, il primo tachi, il secondo bradicardizzante).
E tutti operano in contemporanea, per cui il ritmo di base,
molto lento, viaggia regolarmente a livelli pi� rapidi (e
pi� caotici).

> Basta pensare che la
> presenza di ritmi troppo "regolari" e' sintomo di gravi problemi cardiaci!

non sapevo ... ma � logico in certa misura : un ritmo
costante a fronte di richieste di performance variabili, non
promette bene.

>
>> Se penso all'attivit� elettrica complessiva come a un coacervo di
>> caos, immaginificamente penso ai "pensieri" come ad attrattori strani
>> di quel caos. Qualcosa che salta fuori comunque. Ma meglio che la
>> smetta di delirare !
> Gia', ma e' un Caos fondato sul continuo, se sia possibile e nel caso
> *come* lo sia replicarlo in digitale, con "macchine" a stati discreti,
> e' un problema mica di ridere..
>
>> Il fatto � che sono co-operanti vari livelli di elaborazione e "scale"
>> nel sistema nervoso....
>> ....
>> Questi livelli sono largamente sovrapposti e mutualmente
>> influenzantisi. Presumo per� che l'influenza del "rumore quantistico"
>> li affligga in modo inversamente proprorzionale alla rispettiva scala
>> di tempi e masse (la memoria a lungo termine essendone praticamente
>> immune).
> La memoria ha a che fare con la topologia della rete sinaptica, con la
> rete di "connessioni", diciamo che in un certo senso la memoria
> fisicamente "e' cablata", oserei dire "quasi-statica",

statica nel senso che non si deteriora rapidamente nel tempo
mi sta bene. Ma non nel senso che non risponde agli input.
Questa topologia � adattiva. Se imparo una lingua, vado a
sconquassare un bel po' di sinapsi.

> per questo
> sopravvive anche agli elettroshock, ma il pensiero? Il pensiero e' pura
> dinamica Caotica...

stavo pensando che la memoria a lungo termine potrebbe
essere una sorta di CDROM da cui rifare il bootstrap quando
il software in RAM (elettrico) si impalla. Ovviamente per
rivitalizzare l'hardware potrebbero bastare generatori
casuali (tipo un segnale random che riattiva a caso parti
della rete hardware, e queste rispondono in modo da
modellare questo flusso di attivazione incontrollata).
Anche il solo atto di svegliarsi e riaddormentarsi ha
qualcosa di misterioso

> Quanto ha a che fare il pensiero e la coscienza con
> quello che chiami "rumore quantistico", esisterebbe senza di esso? E se
> questo "rumore", invece di essere "puramente casuale" avesse un immenso
> e complesso contenuto informativo ed il cervello funzionasse in
> "risonanza" con esso, una specie di "ricevitore-amplificatore"

l'idea di Penrose. Io ne lessi solo una volta su Le Scienze,
e per il poco che posso averne capito, mi aveva assai
impressionato e convinto.
Anzi ... non sono sicuro in realt� che il nome fosse proprio
Roger PEnrose o Ilja Prigogine

> auto-sintonizzato con la matrice quantistica da cui e' sorto e da cui e'
> costituito? Certo e' solo un'azzardata ipotesi, ma IMHO estremamente
> affascinante!

Ricordo ancora, di quell'articolo, fotograficamente, la
raffigurazione di un ipotetico circuito integrato analogico
a struttura FRATTALE, capace di processare un'informazione
con precisione infinita. Ma non ho l'articolo stesso. Vorrei
rileggerlo con il senno di poi 15 o 20 anni dopo.

> Forse questo spiegherebbe tante esperienze "mistiche" ed
> anche le "illuminazioni" di tanti scienziati: la "Mente Cosmica" (Dio?)
> sarebbe molto piu' vicina di quanto sospettiamo... Ccco perche' e COME
> saremmo fatti ad "immagine e somiglianza" di Essa! :-)
>

mah

>>> la probabilita` di errore salirebbe
>>>> esponenzialmente con il numero di neuroni e con una rete
>>>> tanto vasta la frequenza degli errori sarebbe inaccettabile.
>>> Non puoi semplificare "meccanicamente" sistemi complessi del genere,
>>> specialmente se la rete e' retro-azionata,
>>
>> tra l'altro sono presenti sia feed back negativo (stabilizzanti), e
>> filtri vari (inibizione) atti proprio a schermare, dove serve,
>> l'estrema variabilit�, ma anche sistemi di feed back positivo (sinapsi
>> facilitatorie) laddove segnali minuscoli devono essere amplificati
>> fortemente. Quindi penso anche io che una scarsa precisione nella
>> rappresentazione delle variabili possa portare a grandi errori nella
>> convoluzione temporale.
> Si, a mio avviso salterebbe quasi tutto... Otterremmo sicuramente un
> "computer" assai potente, ma per niente vicino alla vera potenza (o
> almeno potenzialita') della nostra mente! Sognerebbe? Fantasticherebbe?
> Inventerebbe? Ma specialmente, avrebbe coscienza di se'? Se vogliamo
> "rifare" il nostro cervello, IMHO dobbiamo ritornare all'analogico...

l'elaborazione analogica fa costantemente dei pur lenti
progressi, coi quantum dots. Magari un domani ...

>
>> Non escluderei che alcuni "generatori stokastici" possano persino
>> servire come semi per associazioni nuove, pensieri creativi e non
>> ripetitivi, persino come "anti-loop".
> Il lo darei quasi per certo, pensa un po'... Ma il "caso" per me non
> esiste, esiste solo il "Caos deterministico indeterminabile"!

ho seguito il 3D a pezzi, ma non ho ben capito questa
definizione.
Il poco che mi � rimasto al grezzo, di quell'articolo di
Penrose/Prigogine (?), potrebbe essere che :
non importa se il calcolo � incomputabile nel senso
digitale, se il sistema calcolante ragiona-funziona con la
stessa logica interna che renderebbe incomputabile tale calcolo.
Come dire che una macchina indeterministica potrebbe
completare un calcolo indeterministico, "sentendo" gli
stessi influssi che normalmente disturbano il primo.
E' come se per fare un calcolo riuscisse a simulare il
sistema da calcolare, e a farlo evolvere nello stesso modo.
E' un po' confuso quel che cerco di dire, ma vabb�

>
>>> come e' la rete neurale,
>>> siamo davanti ad un sistema Caotico incomputabile.
>>
>> questo come si pu� dire per certo?
> Basta quello che chiami "rumore quantistico", ovvero quelli che hai
> chiamato "generatori stocastici" ... Se ammetti il "caso" (o il Caos
> indeterminabile) ad un qualsiasi livello descrittivo, il sistema diventa
> incomputabile, nel senso che non puoi partire da "condizioni iniziali" e
> determinarne l'evoluzione tramite computo.

non so : un sistema calcolante caotico potrebbe determinare
l'evoluzione di un sistema indagato caotico ?

Quel che vorrei dire � :
se un sistema ci appare caotico (al computer) perch� in
realt� le sue condizioni al contorno hanno una precisione
infinita, non potrebbe essere computabile con un diverso
computer che internamente lavora in modo nativo con una
infinita precisione di rappresentazione ?

>
>> Anche perch� si potrebbe in teoria clonare un cervello ed usare il
>> secondo come probe del primo.
> No, i due sistemi differirebbero dopo pochi istanti...

la cosa � pi� complessa di come la poni dopo

> Infatti i gemelli
> omozigoti sono "cloni", eppure non hanno certo la stessa evoluzione
> cerebrale e gli stessi pensieri... Simili, ma non certo uguali!

la topologia della rete � sostanzialmente svincolata
dall'informazione genetica. E' chiaro che proponevo un
esperimento con macchine virtuali che potessero operare in
ambiente perfettamente controllato. Due gemelli non avranno
mai la medesima esperienza di vita.

>
>>> Questo pero' non e' detto... Considera che il cervello non deve solo
>>> "pensare" e memorizzare, ma fa parte di un organismo che deve
>>> sopravvivere, nutrirsi, riprodursi, difendersi da virus/batteri, ecc.
>>> ecc.
>>
>> Beh, la parte del sistema autonomo e delle funzioni viscerali �
>> dimensionalmente piccola.
> Scherzi?

no.
Anzi ribadisco : la gran parte dei neuroni si occupano di
tutt'altro che non le funzioni di nutrizione, riproduzione,
gestione dell'hardware etc. Per fare tutto questo, e bene,
bastava un cervello rettiliano (che infatti ancora abbiamo
sotto il cofano). Tutto il resto che ci si � aggiunto sopra,
ed � il grosso della massa, serve per fare essenzialmente
altro, le funzioni pi� astratte e creative.
Quindi non � vero che la parte "nobile" della nostra rete �
relativamente poca : � la grande parte. Per muovere bene le
sue otto braccia con migliaia di muscoli e ventose, un polpo
si fa bastare un cervello mediamente piccolo ed una serie di
gangli periferici (� molto parallelo quel coso).
Quindi il "di pi�" che noi abbiamo � essenzialmente quella
enorme memoria, l'autocoscienza, neuroni specchio, aree di
linguaggio, musica e altri optional

> Pensa ad un neurone, e' una cellula intera con tutto il suo DNA
> e tutto il suo incredibilmente complesso sistema vitale, e considera ora
> la sua funzione specifica come "elemento di elaborazione"... Se lo
> rifacessi "elettronico", potresti in teoria ridurlo a poche migliaia di
> atomi!

non ho capito questo passaggio logico. Un modello cos�
semplice replicherebbe davvero le risposte di un vero
neurone in ogni contesto ? Io sono molto dubbioso.
E' vero che il DNA � il medesimo, ma il codice archiviato,
uguale per tutti, � un'astrazione, � come una classe non
istanziata con tutti i membri inizializzati a zero.
Il DNA concreto in una cellula attiva � pieno di roba
attacccata, repressori, facilitatori, piccoli "post-it"
EPIGENETICI (come basi metilate ed altro), insomma ha sopra
tutta la storia di funzionamento precedente.
Il DNA � stato a lungo considerato, tutta la verit�
nient'altro che la verit� delle cellule : ma sul primo punto
non � probabilmente vero. E' il punto di partenza comune,
poi mentre viene rodato, ci si formano sopra tante piccole
aggiunte funzionali adattive, certo non trasmissibili, ma
una cellula come un neurone vive in media molti anni,
talvolta quanto il padrone, ergo questi piccoli post-it lo
rendono unico ed adatto all'arte che tale cellula ha imparato

> Un cervello umano in una chiavetta USB... :-)

� gi� dura che ci stia un modello decente di un unico neurone !

>
>> Tuttavia quella sensoriale e della motilit� fine, effettivamente
>> consuma un bel pezzo di corteccia (a cavallo del corpo calloso, nella
>> spaccatura).
> Hai capito a che livello intendo "miniaturizzare"? Considera che un chip
> con 100 miliardi di transistor oramai lo fai stare in pochi mm^2 e non
> siamo certo "al limite". Noi nel cervello abbiamo al massimo 100
> miliardi di neuroni...

ma l'equivalenza 1 neurone = 1 porta logica non significa
nulla. Un singolo neurone � in s� una macchina
complicatissima. Se fosse semplice sarebbe semplice
prevedere come debba reagire a stimoli. Invece non lo � molto.

>
>> In particolare credo che sarebbe impossibile disconnettere la parte
>> sensoria esterna e quella "propriocettiva" e sperare che la rete
>> isolata mantenga le propriet� di quella interfacciata, hardwired con
>> l'ambiente in cui opera.
> Ne sono profondamente convinto anche io... Ma non solo a livello
> "sensoriale".
>
>> Alla fine questa rete � nata apposta per decodificare quell'ambiente.
>> L'input stesso � il suo cibo, e l'incudine in cui si forgia persino
>> durante l'embriogenesi.
> Esatto! La mente e' uno "specchio" dell'ambiente...
>
CUT

> Qui parliamo di ottimizzazione, basta pensare che il contenuto in DNA
> dei batteri della nostra flora intestinale e' di oltre 100 volte quello
> umano! Incorporare tutte queste funzioni

no, non si tratta di tante funzioni, ma di innumerevoli modi
equivalenti di fare la stessa cosa.
Tutti i batteri hanno enzimi del ciclo della glicolisi, gli
aerobici anche per quello di Krebs.
Noi pure eucarioti li abbiamo. A che servirebbe incamerare
nel DNA cento modi per fare la stessa funzione ?
L'attivit� nitrogenasica � una funzione che non � stata mai
replicata, n� integrata.

Peraltro qualche esempio di simbiosi profonda praticamente
alla soglia della vera integrazione � anche capitata nella
storia : sempre per� basata sulla copiatura.

Ad es. si � praticamente certi che gli organuli cellulari
chiamati mitocondri (le centrali energetiche aerobiche)
siano tracce fossili dei primi batteri aerobici simbionti
fagocitati ed integrati. Hanno ancora persino tracce di DAN
satellite indipendente, e che si ereditano per esclusiva
parte di madre, siccome vengono dall'uovo, lo spermatozoo
non porta in dote nessun mitocondrio perch� li lascia
parcheggiati fuori. Anche nei vegetali superiori, i
cloroplasti un tempo furono ciano batteri indipendenti
tirati dentro e integrati : pure essi hanno tracce di DNA
originario, antico, indipendenti dai cromosomi centrali.

Il punto � che nessuno ha mai reinventato la fotosintesi
dopo i cianobatteri : nemmeno i vegetali pluricellulari che
li hanno inglobati.

> in un unico organismo non
> sarebbe premiante,

secondo me il discorso delle migliaia di varianti non coglie
il punto. E' evidente che non serva avere miriadi di
sinonimi per la stessa funzione, basta avere la copia meglio
funzionante.

> per questo la natura non lo ha fatto, molto meglio la
> simbiosi, funziona tanto bene e costa cosi' poco!

Dunque noi spesso deridiamo l'efficienza energetica dei
pannelli fotovoltaici. Prova a vedere se trovi quanto sia
energeticamente efficiente la fotosintesi clorofilliana.
Ebbene : fa semplicemente piet� (detto col massimo rispetto
eh), � di gran lunga meno efficiente, e fissa una quota
bassissima dell'energia radiante captata.
Ora se le leggi dell'evoluzione potrebbero permettersi il
lusso di essere meno miopi, avremmo piante dopo 3 mld di
anni capaci di fissare l'80% dell'energia solare, e non meno
del 10 % (non ricordo il dato preciso, ma � bassissimo).

>
>> Esistono persino raganelle e invertebrati marini che mangiano le alghe
>> e non distruggono i cloroplasti, ma li trasportano all'esterno del
>> corpo diventando in limitata misura fotosintetici. Per� quella �
>> "inventiva all'italiana".
> La natura e' meravigliosa proprio per questo...

e invece a me pare un grosso limite. E' una furberia
piccina, che non riesce a superare certi scogli. Del resto
non esiste nessun finalismo dietro : � una cosa cieca che
accade da s�.

>
>>> messe in "societa'" (mutualismo) con batteri specializzati in questo! Ad
>>> esempio:
>>> http://it.wikipedia.org/wiki/Fabaceae
>>> http://it.wikipedia.org/wiki/Azotofissazione

ne so qualcosina, diciamo, un tempo il complesso
nitrogenasico ed il fotosistema II mi affascinavano molto.
Quando ho visto che il primo, cos� geniale, era molto meno
efficiente dell'Haber-Boetsch, sono rimasto con un po' di
amaro in bocca.

>>
>> beh, la pianta non fa molto : offre casa e sali minerali ai ryzobium
>> et compari, e loro rilasciano l'azoto mineralizzato assorbibile. La
>> cellula vegetale eucariotica in s� non possiede il complesso
>> nitrogenasico. E' una cosa che soltanto i cianobatteri, antenato
>> comune, hanno brevettato.
> Se fosse stato conveniente "incorporare" questo DNA,
> le piante ed anche noi lo avremmo incorporato...

no invece, perch� sarebbe stato conveniente ma solo a lungo
termine, e non nell'immediato. LA versione di cellula 1.0
semplicemente non avrebbe funzionato, dovendo raccordare la
nuova funzionalit� a tutti gli equilibri preesistenti. Tutti
gli enzimi allosterici da ritoccare e ritarare.
E l'evoluzione funziona sempre con versioni beta
funzionanti, non pu� guardare oltre.
Natura non facit saltum

Ma io dicevo pi� di questo : io consideravo poco
soddisfaciente non tanto che l'eucariota non avesse
INTEGRATO i geni dei cianobatteri del complesso
nitrogenasico, ma che nessuno avesse mai potuto reinventare
una versione migliore per il medesimo problema.
Solo l'uomo oggi fissa l'azoto meglio.
E fissa anche la luce solare meglio.

> Ma era meglio "incorporare" batteri
> specializzati, meno complessita' concentrata,

il discorso nitrogenasi � ancora probabilmente agli albori
della simbiosi.
Nel caso della respirazione aerobica (mitocondri) e
fotosintesi clorofilliana (cloroplasti), la simbiosi invece
� andata ormai oltre, il batterio non � pi� autosufficiente
e ha delegato la sintesi della gran parte delle proprie
strutture proteiche ai ribosomi della cellula ospite che
sono migliori dei ribosomi batterici. E anche gran parte del
relativo DNA si � spostato nel nucleo (solo tracce di DNA
antico sono rimaste nel mitocondrio e ancor pi� nel
cloroplasto). Quindi la cellula simbione ha incorporato la
maggiore complessit� : il vantaggio rimane.
L'azoto fissazione � rimasta ancora una simbiosi pi�
superficiale. Non sappiamo ancora se sia uno stadio
definitivo dell'evoluzione. Probabilmente fare scorta di
azoto era pi� agevole che non di energia.

> minore costo energetico,
> piu' flessibilita', miglior funzionamento, piu' resistenza ai
> cambiamenti, maggiore variabilita', ecc. ecc.

si ma stai inferendo una regola generale che non sussiste.

>
>> Tutti gli altri pagano le royalties
> E ricevono gli interessi... :-)

Si ma il punto � : sono processi inefficienti inventati una
sola volta e usati tal quali. Inefficienti rimangono.
Fino a quando li reinventeremo noi (rischiando ovviamente di
farci e fare enormi danni, questo � chiaro).
Introdurre un vegetale che fissa il 50 % dell'energia
raggiante e spargerlo per la terra, probabilmente
annienterebbe tutto il resto, perch� questo crescerebbe a
velocit� assolutamente non paragonabili.

Non � un auspicio : mi urta solo l'andamento cieco e miope
dell'evoluzione, questo dover procedere sempre a passettini
sul fondovalle, senza mai poter volare sopra un crinale ed
esplorare gli infiniti canon che prendono altre direzioni

>
>>> Se non lo hanno fatto autonomamente e' solo una questione di economia,
>>
>> ma la questione della mancata esplorazione dell'intero spazio chimico
>> (e delle possibilit� enormi degli atomi vari) � proprio squisitamente
>> una questione di economia (nel senso pi� "miope" e a corto raggio del
>> termine).
> Certo! Ogni sistema esplora le sue "immediate vicinanze" genetiche, ma i
> sistemi sono innumerevoli e questo avviene per miliardi di anni...

eppure, anche in miliardi di anni, sono state esplorate
poche possibilit� in tanti sensi. E' come un gigantesco
software che tira avanti a service pack uno sopra l'altr :)

>
>> Una soluzione che potrebbe diventare vantaggiosissima dopo una decina
>> appena di generazioni, un po' limata ed affinata, ma che passi per
>> stadi difficoltosi, risulter� perdente.
> La natura troverebbe certamente un altro modo per arrivare alla
> soluzione vantaggiosa, dopo innumerevoli tentativi!

ahim� : non � accaduto per�.
Sto dicendo che i tre pilastri portanti di tutta la
biosfera, sono rimasti alla prima versione funzionante
nell'architettura generale (e che non funge poi tanto bene).

> Basta guardarsi
> intorno... La scorsa estate sono andato in un famoso parco dove, tra
> l'altro, c'erano dei bellissimi pipistrelli giganti frugivori, in quel
> momento alle prese con una mela (io feci speleologia e adoro i
> pipistrelli, mammiferi volanti con visione notturna ad ultrasuoni,
> capaci di prodezze incredibili, come prevedere la traiettoria di una
> zanzare in volo ed intercettarla... Al buio!), a vedere i loro
> comportamenti in qualche modo "intelligenti" ed "emotivi" mi sono
> persino commosso! Meravigliosi! :-)

beh, il mio discorso era esclusivamente su scala
subcellulare e molecolare. Solo su quel piano trovavo
insoddisfaciente le implementazioni biologiche dei processi.
Tuttavia ammetto che, pur accontentandosi di mattoncini
alquanto rudimentali, sia stato possibile costruire macchine
complesse e lungi dall'essere imitabili, come gli esseri
viventi completi. Questo non siamo certo ancora in grado di
farlo meglio. Quindi non voglio sminuire il tuo esempio,
parlavo solo di un piano diverso a scala molto pi� piccola.
ciao
Soviet


Received on Mon Feb 13 2012 - 15:36:19 CET

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