La capacità di analizzare la realtà e le informazioni è una delle competenze principali che ogni cittadino dovrebbe possedere. Comunemente, quando si parla di Intelligence si pensa subito ai Servizi Segreti e magari a traffici e ad azioni non sempre trasparenti.

Il prof. Mario Caligiuri^[1], direttore del Master in Intelligence presso l’Università della Calabria, primo Master su questo tema in un ateneo italiano, ha sdoganato il termine chiarendo il concetto e collegandolo al significato di una disciplina che è essenziale per comprendere la realtà attraverso una corretta percezione ed analisi delle informazioni. Già nel 2017, all’apertura del Master in Intelligence Caligiuri affermava che “bisogna utilizzare l’intelligence per legittima difesa, poiché bisogna essere consapevoli che oggi viviamo nella società della disinformazione permanente e intenzionale. Il dibattito odierno sulle fake news, peraltro ricondotto nell’ambito delle polemiche politiche, non coglie affatto, secondo me, la dimensione e le distorsioni complessive del sistema mediatico.”^[2] Sempre in quell’occasione il criminologo Francesco Bruno afferma che “la Rete ci sta portando verso un futuro indecifrabile rendendo controverso il concetto di normalità che rende ancora più delicato e complesso il lavoro dell’intelligence.”.

Nelle attività di comunicazione, il rapporto tra informazione e disinformazione è davvero problematico e complesso. Già alcuni anni fa la situazione era critica poiché da uno studio del 2017 condotto da Soroush Vosough del M.I.T. – Massachusetts Institute of Tecnology - le false notizie su Twitter si diffondono sei volte più velocemente delle notizie vere e hanno il 70% di possibilità in più di essere ritwittate. La ricerca è stata condotta su 126 tweet pubblicati da 3 milioni di persone e ritwittati oltre 4,5 milioni di volte. Questo studio, pubblicato sulla rivista Science, è il più ampio che sia mai stato fatto sulla diffusione delle notizie false on line. È stato possibile realizzarlo grazie alla disponibilità di Twitter che ha messo a disposizione il suo archivio storico permettendo ai ricercatore di indagare sulle false notizia twittate dal 2006 al 2017. Tra i vari aspetti che sono emersi c’è anche quello che le bufale più veloci riguardano la politica superando quelle su terrorismo, disastri naturali, finanza e scienza.

Nel 2018 la commissaria europea al digitale afferma che “le false informazioni si diffondono ad un ritmo inquietante e minacciano la reputazione dei media, il benessere delle nostre democrazie e i nostri valori democratici. Per questo dobbiamo elaborare meccanismi per identificare le fake news e limitarne la circolazione. Se non prendiamo misure a livello europeo, il rischio è grande che la situazione si avveleni”. La situazione ormai è peggiorata e l’informazione è così manipolata che possiamo affermare che siamo passati dalla società dell’informazione, a quella della disinformazione.^[3]

La capacità di verificare le notizie è sempre stata una delle principali competenze nel lavoro giornalistico che deve accertare la veridicità degli avvenimenti citati e dei dati usati in un articolo. Ora questa competenza diventa sempre di più essenziale per ogni cittadino in quanto strumento per comprendere l’affidabilità delle continue notizie che ci arrivano. Molto chiaro e significativo è quanto afferma lo scrittore Yuval Norman Harari: “In passato, la censura operava bloccando il flusso di informazioni. Nel XXI secolo la censura opera inondando la gente di informazioni irrilevanti. Nei tempi antichi deteneva il potere chi aveva accesso alle informazioni. Oggi avere il potere significa sapere cosa ignorare”.

Molti siti che trattano le false notizie, chiamate anche “bufale”, ci aiutano a capire strani e improbabili messaggi che ogni giorno ci arrivano.

La Commissione europea ha comunque proposto un codice di condotta, sebbene non vincolante, contro le false notizie e la disinformazione on line; ha annunciato, inoltre, di sostenere una rete indipendente di verificatori di notizie (fact checkers) unitamente ad una serie di misure finalizzate ad incentivare un giornalismo di qualità e l’educazione ai media.

Questa iniziativa si è concretizzata anche con altre iniziative europee promosse dal Servizio Europeo per l’Azione Esterna (EEAS - European External Action Service), un servizio dell’Unione europea, con sede a Bruxelles, responsabile per gli affari esteri, creato dal Trattato di Lisbona e in funzione dal dicembre 2020. Il sito europeo dell’EEAS euvsdisinfo.com, accessibile anche in lingua italiana, offre informazioni, servizi di database studi e reports di qualità sul tema della disinformazione.

Vi sono comunque altre risorse on line come l'International Fact-Checking Network, un'unità del Poynter Institute dedicata a riunire i fact-checker in tutto il mondo. L'IFCN è stato lanciato nel settembre 2015 per sostenere una fiorente raccolta di iniziative di verifica dei fatti promuovendo le migliori pratiche e gli scambi in questo campo.

È un mondo che sta cambiando con una velocità impressionante e i pericoli che queste situazioni determinano non sono visibili. Abbiamo già parlato in precedenza delle manipolazione di Cambridge Analytica nelle ultime elezioni negli Stati Uniti e nella Brexit in Europa. C’è un serio rischio per la democrazia poiché bombardare i diversi social con campagne mirate e studiate da esperti di marketing sta diventando un’operazione molto diffusa anche in Italia, dove alcuni notissimi politici italiani sono stati di clienti di Steven K. Bannon, capo stratega della campagna elettorale di Donald Trump, che dopo la rottura con il presidente, ha aperto un ufficio anche a Roma.

Essere in grado di analizzare la realtà dell’informazione che ci sommerge, distinguere il vero dal falso, l’utile dall’inutile, non è un’operazione semplice, non è una competenza che si possa acquisire facilmente ma bisogna pur iniziare e porci il problema; altrimenti subiamo manipolazioni continue e l’uomo pensante e consapevole diventa minoranza e, soprattutto, ininfluente.

Per questi seri motivi, nella visione di una Scuola che andrebbe completamente rivista, in particolare nell’aspetto pedagogico e dei nuovi saperi che è necessario aggiornare, dobbiamo avere consapevolezza di quale sia oggi lo sviluppo della conoscenza e della realtà nel frenetico e, per molti versi, caotico, mondo che stiamo vivendo

^[1] Professore di prima fascia presso l’Università della Calabria dove insegna Pedagogia della Comunicazione.

^[2] https://www.cosenzapost.it/intelligence-caligiuri-bruno-inaugurano-le-lezioni-del-master-dellunical/

^[3] Caligiuri M., Introduzione alla socetà della disinformazione – Per una pedagogia della comunicazione, Rubbettino Ed., Soveria Mannelli, 2018.

La teoria della Gravitazione, sviluppata nel 1915 da Albert Einstein, ha aperto scenari cosmologici altrimenti impensabili con la meccanica classica newtoniana, e tra questi c’è la presenza di un campo di onde che pervade l’Universo intero.

Le onde gravitazionali sono delle piccole increspature del tessuto spazio-temporale, talmente piccole da essere impercettibili, generate da oggetti massivi che ruotano uno attorno all’altro a velocità molto elevate, e che si propagano a velocità della luce, circa 300 mila km/s.

I sistemi binari di buchi neri (ossia due buchi neri che ruotano intorno ad un comune centro di massa) sono fra le sorgenti più energetiche di onde gravitazionali, anche se le enormi distanze che ci separano da essi fanno sì che sia alquanto difficile rilevarne il segnale, che ovviamente decresce con la distanza.

Tali perturbazioni dello spazio-tempo sono state ipotizzate teoricamente da Einstein nel 1916 come conseguenza della sua Teoria della Gravitazione, e confermate sperimentalmente nel Febbraio 2016 tramite la rilevazione di onde gravitazionali provenienti dalla fusione di due buchi neri di massa pari a circa 30 𝑀*, dover con 𝑀* viene indicata la massa del Sole, ossia circa 2*10^{30} kg.

L’esistenza di tali onde fornisce la conferma sperimentale del fatto che l’interazione gravitazionale non è un’azione istantanea a distanza tra corpi massivi come asseriva la teoria newtoniana, ma implica l’esistenza di un campo gravitazionale che si propaga anche nel vuoto e con la velocità della luce.

A rilevare per primi le onde è stato un lavoro in parallelo tra i due strumenti gemelli Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) negli Stati Uniti, a Livingstone, in Louisiana, e ad Hanford, nello stato di Washington. Lo scopo di questi strumenti era quello di trovare le increspature che si formano nel tessuto spaziotemporale dell’Universo quando, ad esempio, due masse ruotano vorticosamente l’una attorno all’altra (Fig.1), come avviene in un sistema binario molto massiccio, e i due corpi man mano perdono energia meccanica tramite l’emissione di onde gravitazionali, e si avvicinano al loro centro di massa comune fino a fondersi in un unico corpo.

Le onde gravitazionali rilevate con LIGO sono state prodotte dal processo di fusione di due buchi neri di origine stellare, con massa rispettivamente di 29 e 36 𝑀*, in un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 𝑀*. Nell’ultima parte del processo, hanno spiraleggiato per poi fondersi ad una velocità di circa 150.000 km/s, la metà della velocità della luce. Le tre masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all’energia emessa durante il processo di fusione dei due buchi neri sotto forma di onde gravitazionali.

C’è da dire che l’evento osservato si trova ad una distanza tale che per arrivare sulla Terra, il segnale ha impiegato quasi 1 miliardo e mezzo di anni (tanto impiega la luce a coprire la distanza che ci separa dalla sorgente), e quindi è avvenuto quando sulla terra facevano la loro comparsa le prime cellule evolute in grado di utilizzare l’ossigeno.

Le onde gravitazionali, abbinate alle onde elettromagnetiche, ci forniscono così una mappatura più completa dell’Universo, dandoci la possibilità di scrutarne dettagli sempre più sottili per carpirne i suoi meccanismi e+, fino ad ora, più misteriosi.

Abstract - Dal film Metropolis del 1927 al biochip dei giorni nostri: da sempre l’uomo ha sognato di emulare le funzioni umane con apparecchiature meccaniche prima ed informatiche dopo. È possibile riprodurre la mente ed i processi cognitivi in un apparato informatico? Cosa ci riserva il futuro? Vivremo fianco a fianco con i cyborg?

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Cos’è l’intelligenza artificiale?

Il concetto di Intelligenza Artificiale (IA) non è un’invenzione della nostra epoca ma trova le basi nei primi anni ’40 del XX secolo con il lavoro “A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity” degli scienziati McCulloch e Pitts, cui seguirono i primi prototipi di reti neurali¹. Nonostante gli sforzi fatti dai tanti scienziati che si sono susseguiti nel corso del ‘900, il primo concreto passo in avanti è stato fatto nel corso degli anni ’90, soprattutto grazie alla diffusione nel mercato delle GPU².

L’IA trae ispirazione dal funzionamento del cervello umano, ragion per cui si implementano tecnologie che permettano di compiere azioni tipiche dell’uomo e in particolare:

1. la capacità di agire autonomamente;
2. la capacità di agire razionalmente;
3. la capacità di pensare autonomamente;
4. la capacità di pensare razionalmente.

In base allo sviluppo delle capacità su elencate si può distinguere tra:

• IA debole: un sistema in grado di svolgere funzioni cognitive dell’uomo senza raggiungere mai le capacità intellettuali umane;
• IA forte: un sistema in grado di sviluppare una propria intelligenza sviluppando in modo autonomo il proprio pensiero.

Ciò che caratterizza l’IA è il modello di apprendimento con cui l’intelligenza evolve e diventa abile in un determinato ambito. Si può distinguere tra due modelli:

1. Machine Learning: insieme dei metodi che rendono dinamico il software permettendo alla macchina di apprendere senza che sia preventivamente programmata;
2. Deep Learning: permette di emulare la mente dell’uomo attraverso le reti neurali artificiali progettate ad hoc. Attualmente questi sistemi sono in uso nel riconoscimento vocale e delle immagini.

L’IA si compone di quattro livelli funzionali:

1. comprensione: attraverso la simulazione di capacità cognitive di correlazione dei dati, l’IA è in grado di riconoscere testi, immagini, voce, etc;
2. ragionamento: attraverso precisi algoritmi matematici i sistemi riescono a collegare le varie informazioni raccolte, sviluppando quindi una propria logica;
3. apprendimento: attraverso il modello del Machine Learning che con tecniche di apprendimento automatico portano le IA ad imparare e svolgere varie funzioni;
4. interazione uomo-macchina: tecnologie che consentono all’uomo di interagire con la macchina (e viceversa) sfruttando il linguaggio naturale.

Il commercio elettronico è sicuramente uno dei campi dove l’IA trova grande applicazione: grazie alle proprietà su elencate è possibile ottenere configuratori in grado di mettere in relazione numerosi variabili e combinazioni. Si passa poi agli assistenti virtuali, ad esempio Siri di Apple, Alexa di Amazon o Cortana di Microsoft, che sfruttano l’IA per apprendere il linguaggio ed il comportamento degli utenti in modo da sopperire alle esigenze ed al supporto richiesto.

Un campo dove l’intelligenza artificiale si sta facendo rapidamente strada è quello della sicurezza informatica dove, grazie alla capacità di analisi di enormi flussi di dati (come comportamenti e abitudini), è utilizzata per prevenire eventuali attività illecite.

Tanti altri sono i campi dove questa tecnologia trova applicazione. Ma cosa ci riserva il futuro?

Potranno pensare come noi i robot? E di cosa saranno capaci?

Parlando di robot umani è quasi normale pensare ai film di fantascienza di qualche decennio fa. Una menzione particolare va fatta al film del 1927 “Metropolis” di Fritz Lang in cui compare per la prima volta nella storia del cinema un androide: l’IA che la guida “mostra” però dei chiari limiti legati allo scopo del professore Rotwang che l’ha programmata, cioè portare gli operai alla ribellione.

Un altro capolavoro è sicuramente “2001 Odissea nello spazio” di Stanley Kubrick, in cui il protagonista è HAL9000 un supercomputer dotato di intelligenza artificiale in grado di guidare la navicella spaziale ma allo stesso tempo comprendere e apprendere il linguaggio umano, leggendo persino il labiale degli astronauti e provare sentimenti.

Aver citato questi film non è stato casuale: essi sono la prova di come la fantasia dell’uomo abbia sempre “sognato” un modo per superare i “limiti” umani.

L’intelligenza artificiale sta diffondendosi velocemente anche in campo militare. Ad essere sotto la lente di ingrandimento sono le armi autonome, in grado di comprendere le caratteristiche dell’ambiente in cui sono immerse ed elaborare la strategia più efficace per raggiungere il miglior risultato. Una sola “arma intelligente” può muoversi in cinque domini diversi: acqua, aria, terra, spazio e… spazio cibernetico. A differenza delle guerre del passato, soprattutto quelle antecedenti il XX secolo, dove l’esercito più forte era solitamente quello che aveva più elementi, le guerre del futuro saranno basate sulla corsa continua agli aggiornamenti ed allo sviluppo tecnologie.

Sicuramente l’IA può migliorare la precisione e la localizzazione degli attacchi permettendo anche un minor numero di vittime “collaterali”. Ma a che rischio? Nel settembre 2019 un drone ha attaccato una raffineria in Arabia Saudita [1] [2]; la peculiarità tuttavia è che non si è riusciti a capire chi fosse il mandante.

L’aspetto che più fa discutere però è la facilità con cui l’IA può essere manipolata: proprio come la mente umana essa presenta delle vulnerabilità o meglio delle debolezze che non dipendono dal codice o dal “programmatore”.

In un mondo dove sono presenti armi di una potenza tale da distruggerlo può l’essere umano lasciare che scelte di vita e di morte siano in mano a delle macchine?

Davide Sorrentino

Ingegnere Elettronico

Note

 ¹ Una rete neurale è un modello computazionale composto da neuroni artificiali, in grado di risolvere problemi ingegneristici complessi. Può essere realizzata sia da software che da hardware dedicato.

² Le Graphics Processing Unit sono chip in grado di elaborare dati molto velocemente operando a frequenze “basse”, permettendo di risparmiare energia.

Sitografia

[1] https://www.ilfattoquotidiano.it/2019/09/15/arabia-saudita-produzione-di-petrolio-dimezzata-dopo-attacchi-houthi-a-due-stabilimenti-di-saudi-aramco/5453821/

[2] https://www.repubblica.it/esteri/2019/09/14/news/arabia_saudita_attacco_petrolio_droni-235972943/

Abstract: Le onde gravitazionali, predette da Einstein circa un secolo fa, sono delle increspature dello spazio-tempo generate da eventi astrofisici estremi, come ad esempio la fusione di due buchi neri o l'esplosione di una supernova, e si propagano alla velocità della luce nel vuoto. Sono estremamente importanti perché ci permettono di vedere quello che è invisibile con la luce e ci danno informazioni su zone dell'universo ancora poco conosciute e molto distanti da noi. E’ per questo che carpirne l'essenza in tutti i suoi dettagli è diventata una delle sfide più interessanti per molti scienziati.

 Nel 1915 Albert Einstein sviluppa quella che verrà chiamata la Teoria della Relatività Generale, ossia la teoria che descrive in maniera completa come lo spazio e il tempo sono legati fra loro a formare il tessuto spazio-temporale quadri-dimensionale. Questa formulazione matematica rivoluziona la concezione di gravità, che non è più una forza fra oggetti distanti, ma piuttosto un effetto geometrico in grado di deformare lo spazio e il tempo.

Queste deformazioni, dovute ad oggetti massivi, si propagano nel vuoto alla velocità della luce (da qui il nome "onda gravitazionale") ed Einstein ne aveva predetto l'esistenza già nel 1916. Solo che lo stesso scienziato tedesco non credeva si potessero mai osservare sperimentalmente, questo perché le onde gravitazionali sono delle perturbazioni del tessuto spazio-temporale incredibilmente deboli, e i principali eventi astrofisici che ne sono la sorgente sono molto lontani da noi. Il risultato netto è che per poter rivelare le onde gravitazionali che arrivano sulla Terra c'è bisogno di rivelatori estremamente sensibili: per dare un'idea, è come riuscire a misurare una variazione della dimensione di un protone su un oggetto grande quanto la distanza Terra-Sole.

L'11 febbraio 2016, ad un secolo esatto dalla loro predizione teorica, è stata annunciata la prima verifica sperimentale dell'esistenza delle onde gravitazionali, per quello che è stato un evento molto importante nell'ambito dell'astrofisica e della cosmologia mondiale.

Le onde gravitazionali rivelate in questo evento sono state prodotte dal processo di fusione di due buchi neri di origine stellare lontani circa 1 miliardo e mezzo di anni luce dalla Terra. La loro massa era rispettivamente di 29 e 36 volte la massa del Sole, e nel processo di fusione hanno formato un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 masse solari. Nell'ultima parte del processo, i due corpi hanno spiraleggiato per poi fondersi ad una velocità di circa 150.000 km/s, la metà della velocità della luce. Le tre masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all'energia emessa durante il processo di fusione dei due buchi neri sotto forma di radiazione gravitazionale.

 Ma come vengono misurate le onde gravitazionali?

Ad oggi i maggiori rivelatori di onde gravitazionali sono il LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) con le sue due sedi a Livingstone, in Louisiana, e ad Hanford, nello stato di Washington, ed il più vicino Virgo che si trova a Cascina, vicino Pisa. La tecnologia usata per questi rivelatori si basa sull'interferometria di Michelson (dal nome dell'inventore Albert Abraham Michelson). Il principio di funzionamento è semplice: una sorgente produce luce (in genere un laser), ovvero radiazione elettromagnetica. Essa si propaga lungo la direzione di emissione grazie a una lente che concentra i raggi luminosi in un fascio parallelo. Dopo un certo percorso la luce viene separata in due fasci distinti tra loro ortogonali e uguali in intensità, mediante un beam splitter, ossia un divisore di fascio, come ad esempio una lastra piana parallela con la superficie debolmente metallizzata che funge da specchio semi riflettente. Dopo essere stati divisi, i due fasci seguono due cammini ottici diversi, e siccome i fotoni non devono interagire con nessun'altra particella al fine di ottenere un buon esperimento, vengono creati dei cammini ottici in dei tubi dove al loro interno viene creato un vuoto spinto.

Questi cammini ottici vengono posti su un sistema di supporti isolanti in modo da eliminare il più possibile il rumore dovuto alle vibrazioni meccaniche di fondo, dopodiché entrambi i fasci vengono riflessi da due specchi e ritornano così al divisore che agendo in modo contrario rispetto a prima (la parte riflessa viene ora trasmessa e viceversa) li dirige verso uno schermo. Qui, sovrapponendosi, generano delle frange di interferenza, che in base alla differenza di cammino ottico presenteranno dei massimi e dei minimi. Infatti, tenendo fissi i due cammini ottici, lo schermo dell'apparato presenterà delle frange di interferenza dovute alla differenza infinitesima dei due percorsi fatti dalla luce. La ricomposizione dei due fasci sullo schermo è dunque estremamente sensibile a variazioni di un percorso del laser rispetto all'altro o a vibrazioni del suo specchio, mostrando così uno spostamento delle frange di interferenza. In pratica se un'onda gravitazionale attraversa il sistema, i due bracci oscillano e la lunghezza dei due cammini ottici varia, formando un'interferenza che viene rilevata da un fotodiodo.

Per dare un'idea della sensibilità di questi interferometri, le onde gravitazionali che sono originate a centinaia di milioni di anni luce dalla Terra, distorcono i bracci (che sono dell'ordine di qualche chilometro) di soli 10^{-18} metri, ossia di una quantità migliaia di volte più piccola di un nucleo atomico. Il range di frequenza utile per LISA e Virgo va invece da qualche Hertz a circa 10^4 Hertz.

Ovviamente, maggiore è il cammino ottico dei fotoni, maggiore è la sensibilità dell'interferometro. La lunghezza dei bracci degli interferometri di LIGO e Virgo sono, rispettivamente, di 4 e 3 chilometri, tuttavia viene usata una tecnica tale per cui il fascio di fotoni viene riflesso più volte all'interno del braccio, aumentandone così il cammino ottico effettivo. Nonostante ciò, gli interferometri terrestri presentano delle limitazioni dovuti, da una parte all'impossibilità di costruire dei bracci eccessivamente lunghi, e dall'altra alla continua presenza di rumore meccanico di fondo, che nonostante venga continuamente filtrato ostacola comunque la rivelazione di deboli segnali.

A tal proposito è in corso una nuova missione spaziale denominata LISA (Laser Interferometer Space Antenna) attualmente in fase di progettazione presso l'Agenzia Spaziale Europea (ESA), e sarà il primo osservatorio spaziale per le onde gravitazionali. La data di lancio è prevista per il 2034 con una vita operativa di cinque anni. Basata sulla stessa tecnologia degli interferometri terrestri, LISA sarà costituita da tre satelliti artificiali posti ai vertici di un triangolo equilatero e orbitanti attorno al Sole, con una distanza di 5 milioni di chilometri tra di loro. Ogni lato di questo triangolo sarà l'equivalente di un braccio dei rivelatori terrestri dove vengono fatti passare i fasci di fotoni e poi riflessi. La possibilità di creare dei cammini ottici così grandi permetterà a LISA di aumentare di molto la sensibilità delle misurazioni, ed inoltre sarà possibile misurare onde gravitazionali a bassa frequenza, con un range utile che andrà tra 10^{-4} Hertz fino a qualche Hertz, e inoltre non sarà affetto dai disturbi ambientali di origine terrestre come i microsismi.

Tutto questo apre numerose sfide che gli astrofisici devono affrontare. LISA infatti, a differenza dei rivelatori a Terra, sarà dominato dal segnale astrofisico e non dal rumore dello strumento, e questo significa un ottimo rapporto segnale-rumore. Questo rappresenta una sfida tecnologica e di analisi dati molto importante che gli scienziati di LISA si stanno già preparando ad affrontare. Tra questi nuovi segnali dal cosmo più profondo, l’inatteso è dietro l’angolo. Il primo osservatorio di onde gravitazionali dallo spazio, ci aprirà il sipario del palcoscenico cosmico: sentiremo finalmente la musica dell’Universo, e questo ci permetterà coglierne gli aspetti più misteriosi e affascinanti.