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Scienza e tecnologia

L’informazione – Il più forte fra i poteri?

Oggi ho adottato una nuova visione del mondo, secondo la quale tutto è informazione

John Wheeler, fisico

Quale forza governa il mondo?

Un’informazione consiste nell’insieme di dati con cui un’idea prende forma e viene comunicata. Ma cosa rappresenta concretamente? Dove si trova, di cosa è fatta, come agisce? Immaginiamo di poterla afferrare, e di spezzettarla fino a ridurla alle sue componenti essenziali, che aspetto potrebbero avere? Nella realtà di tutti i giorni l’informazione esiste in tre forme: nel linguaggio con cui viene trasmessa, nella matematica in cui è codificata, e nella materia dove è racchiusa.

Fonemi

Il linguaggio orale, ancora prima di quello scritto, consiste nella trasmissione di un messaggio, quindi di informazioni. Una parola pronunciata, se ci pensiamo, non è altro che un veicolo per un’idea, alla quale si associano dei suoni che, pur variando da lingua a lingua, contengono il medesimo significato. Esistono radici fonetiche così antiche, che ancora oggi sono rimaste simili fra loro nell’esprimere la stessa idea, anche in luoghi molto distanti l’uno dall’altro; consideriamo la parola italiana “madre”: in latino era “mater”, in spagnolo è “madre”, in inglese “mother”, in norvegese “mor”, in russo “мать” (mat), in croato “majka” ed in ebraico “ﬡםﬡ” (ima). Come possiamo vedere, il suono “ma/mo” si è diffuso in gran parte dell’Europa mantenendo lo stesso significato, probabilmente perché la consonante M è la più semplice da pronunciare per un bambino.

Numeri

Ora più che mai un messaggio trascritto in cifre diventa importante.

Nel campo dell’informatica infatti, l’informazione è una vera e propria grandezza misurabile, la cui unità di misura è il bit. Un bit rappresenta una frazione di codice binario, un sistema di trasmissione che consiste nel comunicare dati sotto forma di stringhe di numeri, in cui si alternano 0 e 1. Il codice binario nacque nel XX secolo grazie a Claude E. Shannon, un ricercatore informatico della Bell Telephone Company, una compagnia americana che vendeva servizi telefonici. In quel periodo inviare messaggi, in particolare quelli lunghi, era molto faticoso, infatti per evitare errori di trasmissione, era necessario ripeterli più volte, aumentandone i costi, richiedendo più tempo e intasando il canale di comunicazione. Proprio per questo motivo Shannon lavorò su quella che oggi è chiamata “Teoria dell’informazione”.

La teoria dell’informazione è un’equazione che ha lo scopo di ridurre al massimo gli errori di trasmissione e portare al minimo la lunghezza del messaggio. Si basa principalmente su due parametri: l’efficienza e l’entropia di un dato. La prima è il rapporto fra la lunghezza effettiva del messaggio (ovvero il messaggio in sé, sommato a tutte le volte che viene ripetuto) e quella del messaggio originale (ossia il messaggio pulito, senza ripetizioni). Un’informazione ha un’efficienza alta se il valore numerico di questo rapporto è basso.

L’entropia rappresenta invece la “quantità di informazione in un’informazione”. Mi soffermerò un po’ di più su questo concetto, con un esempio, visto che porta ad un’osservazione interessante:

  • Chiamiamo “X” l’evento “il sole sorge”, mentre chiamiamo “Y” l’evento “il sole non sorge”.
  • X ha molta più probabilità di verificarsi, è un dato quasi certo, non ci fornisce particolari informazioni in più siccome lo possiamo predire, quindi ha un’entropia bassa;
  • Se invece l’evento Y dovesse verificarsi, essendo ciò molto improbabile, quasi impossibile, ci fornirebbe molte più informazioni, perché difficilmente potremmo predirlo; quindi Y ha un’entropia alta.

Insomma, da questo punto di vista, un’informazione è sempre qualcosa che si ha in più, e se un determinato dato si può dedurre o prevedere, non rappresenta un’informazione ulteriore. Il codice binario, creato per l’appunto a partire dalla teoria dell’informazione, si è sempre dimostrato vincente per la trasmissione di messaggi via radio, proprio perché è molto più difficile commettere errori se ci sono solo due opzioni tra cui scegliere, 0 e 1.

Anche la rete di internet – che è diventata quasi un universo a sé stante – è costruita interamente grazie al codice binario: nient’altro che immense quantità di informazioni immagazzinate in chilometri e chilometri di cavi in fibra ottica sotto forma di stringhe di numeri.

Sopra “Codice binario“, di Markus Spiske, da Unsplash.

Particelle

Negli ultimi anni la scienza ha fatto grandi passi avanti nella comprensione dell’universo, ma è ancora ben lontana dal conoscerlo fino in fondo. Adesso l’obiettivo principale è l’unificazione della fisica, la scoperta di un’equazione semplice ed elegante che descriva in un’unica “informazione chiave” tutta la nostra realtà. Pare che questa sia da ricercarsi nelle unità più piccole della materia e dell’energia.

L’“indivisibile” atomo è stato diviso, anche i suoi protoni e neutroni sono stati frammentati in quark. Cosa troveremmo se ci spingessimo oltre? Secondo la recente Teoria delle stringhe, i quark e le altre particelle fondamentali sarebbero corde bidimensionali chiuse, che vibrano e, a seconda delle lunghezze d’onda che emettono, creano quelle che noi percepiamo come particelle tridimensionali. Accettiamo che la teoria sia effettivamente vera, allora sarebbero queste “stringhe” le unità più piccole della materia?

La lunghezza spaziale minima finora concepibile è la cosiddetta “lunghezza di Planck”, ottenuta con un’equazione che coinvolge le tre costanti fisiche fondamentali: velocità della luce, costante di Planck e costante di gravitazione universale. La lunghezza di Planck va ben oltre il concetto che noi abbiamo di “piccolo”: scendendo ancora più in basso, la realtà fisica scomparirebbe per trasformarsi in una torbida schiuma quantistica, dove, chissà, potrebbe galleggiare placida l’informazione assoluta, invisibile ai nostri occhi.

Se l’informazione domina questo mondo, allora dovremmo presumere che la conoscenza rappresenti il potere assoluto, ma fin dove si estende l’idea di conoscenza? Possiamo immaginare di comprendere tutti i fenomeni fisici possibili, tutti i numeri esistenti o immaginari, ogni forma di comunicazione concepibile, e ci scontreremmo già con una mole di informazioni infinita. Spingendoci oltre, sempre che sia possibile, prevedremmo il futuro? Conosceremmo anche gli eventi impossibili, e le realtà inesistenti? O, più semplicemente, manipoleremmo le informazioni già in nostro possesso?

In questo caso, basterebbe molto poco per far collassare l’universo che vediamo, ad esempio, cambiando qualche cifra di una costante fondamentale della fisica: sarebbe un grosso problema se la costante di gravitazione universale si alterasse e improvvisamente tutti i pianeti cadessero dentro le proprie stelle. Un pensiero a malapena consistente ci sarebbe sufficiente a stravolgere la realtà: cosa ci differenzierebbe allora da una divinità?

Forse soltanto la consapevolezza che nemmeno questo potere ci avrebbe avvicinati di più all’eternità, o alla felicità.

Anna Passanese

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