La macchina di Turing

 

Il concetto di sistema automatico di calcolo è rappresentato in modo semplice da un modello di macchina astratta proposto nel 1936 dal matematico inglese Alan M. Turing (1912-1954). Il modello fa riferimento alla comune attività mentale dell'uomo quando è impegnata nella risoluzione di algoritmi di calcolo: di solito si usano un foglio e una penna con la quale segnare sul foglio i dati e i simboli delle operazioni; il lavoro è controllato dalla mente umana, per la quale la carta costituisce il supporto di memoria (il foglio dei calcoli oppure il foglio del libro che contiene le regole di calcolo).

La Macchina di Turing (MdT) può essere definita intuitivamente come un dispositivo di calcolo in grado di operare, mediante una successione finita di passi discreti e secondo determinate regole (programma), su un numero finito di simboli, facendo astrazione dai limiti di spazio, di tempo (durata dell'elaborazione) e da possibili errori di calcolo.
È importante sottolineare come l'attenzione di Turing fosse rivolta al processo di calcolo, indipendentemente da come esso avveniva fisicamente. In modo rigoroso, infatti, una MdT è un dispositivo astratto, cioè indipendente da ogni sua possibile realizzazione fisica.

Anche se si tratta di una pura astrazione matematica, la Macchina di Turing rappresenta ancora oggi un fondamentale strumento logico-concettuale e può essere considerata il punto di partenza per tutti gli studi che portarono alla realizzazione dei calcolatori programmabili.

Dal punto di vista concettuale la Macchina di Turing può essere considerata come un dispositivo composto da tre elementi:

•    Nastro infinito;
•    Testina di lettura/scrittura (TLS);
•    Meccanismo di controllo.

Il nastro di lunghezza infinita è la memoria principale della Macchina di Turing: esso possiede un numero infinito di caselle e ogni casella può contenere solo un simbolo appartenente a un alfabeto finito di simboli.

La testina di lettura/scrittura permette di scrivere o leggere sul nastro, accedendo ad una sola casella per volta.
Il meccanismo di controllo può essere identificato come un automa, perché è in grado di assumere uno tra un numero finito di stati e di svolgere una delle seguenti operazioni elementari:

•    comandare la scrittura di un simbolo nella casella sotto la TLS;
•    comandare lo spostamento della TLS sulla casella di destra o su quella di sinistra, oppure arrestarne il movimento;
•    comandare la sostituzione dello stato attuale con quello successivo.

In sostanza, durante il suo funzionamento la macchina evolve da una configurazione all'altra: in corrispondenza del simbolo letto sul nastro e dello stato in cui si trova, viene determinato il simbolo che viene scritto sul nastro, lo stato successivo della macchina e il movimento della testina. All'inizio del processo di elaborazione sul nastro si trova la sequenza dei simboli di input e, al verificarsi della terminazione, si trova l'output del procedimento eseguito.

____________________________

Technorati Tag: macchina di Turing,calcolatore,calcolatori programmabili,memoria,simbolo

Polvere di stelle negli occhi

 

“Or se la copia è tanta dei germi, che intere esistenze
di viventi creature non mai li potrebber contare,
se la Natura ognora procede in identico modo,
gli atomi per il vuoto dovunque lanciando, sì come
già li sospinse a formar questo nostro visibil creato,
devi con vera ragione pensare che esistono altrove
altri mondi, di gente, di prole ferina diversi.”

Tito Lucrezio Caro.

Con queste toccanti parole, il filosofo e poeta latino Lucrezio cerca di convincerci che non siamo soli nell'universo. Lucrezio pensava che, se l'universo era fatto di atomi identici, soggetti alle universali leggi della natura, allora gli stessi processi che hanno prodotto la vita sulla Terra dovevano averla prodotta su altri mondi. L'argomentazione, che risale all'atomista greco Epicuro, è degna di nota. Ma è corretta?

Grazie alle osservazioni spettroscopiche, gli astronomi hanno confermato che gli atomi sono gli stessi in tutto il cosmo. Un atomo di carbonio nella galassia di Andromeda, per esempio, è identico a un atomo di carbonio qui sulla Terra.

Nella biologia terrestre cinque elementi hanno un ruolo di primo piano: carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto e fosforo. Sembra che questi elementi siano tra i più abbondanti nell'universo.
Il carbonio è l'elemento vitale per eccellenza. Il primo posto gli spetta di diritto per una proprietà chimica unica: gli atomi di carbonio si legano tra loro a formare lunghe catene, o polimeri, di varietà e complessità sconfinate. Due esempi di grandi molecole formate da catene di carbonio sono le proteine e il DNA. Se non fosse per il carbonio, la vita come la conosciamo sarebbe impossibile. Addirittura, non sarebbe probabilmente possibile alcuna forma di vita.

Quando l'universo ebbe inizio con il Big Bang, il carbonio era completamente assente. L'intensissimo calore della nascita cosmica precludeva l'esistenza di qualsiasi nucleo atomico composto; la materia era formata solo da un brodo di particelle elementari quali neutroni e protoni. I protoni restavano per la maggior parte isolati, andando in seguito a costituire i nuclei degli atomi di idrogeno. Tuttavia, con l'espansione e il raffreddamento dell'universo nei suoi primi minuti le reazioni nucleari hanno trasmutato una parte dell'idrogeno in elio, e una frazione infinitesima in carbonio.

Ma la maggior parte del carbonio nell'universo proviene non dal Big Bang, bensì dalle stelle. Le stelle sono reattori a fusione nucleare che normalmente bruciano idrogeno per produrre elio. Nelle stelle di grosse dimensioni il passo successivo è la trasformazione dell'elio in carbonio, e poi in altri elementi familiari quali l'ossigeno e l'azoto. La gran parte di queste sostanze di maggior peso rimane confinata all'interno delle stelle, ma viene liberata quando una stella esplode. C'è inoltre un flusso continuo di materia emessa dal Sole con il vento solare, e un processo simile si verifica in altri sistemi stellari. In un modo o nell'altro, le sostanze espulse si mescolano alle nubi di gas, perlopiù idrogeno, che vagano nello spazio interstellare. A tempo debito, se le nubi di gas si contrarranno a formare nuove stelle e sistemi planetari, il carbonio e gli altri elementi delle stelle morte entreranno a farne parte.

Immaginiamo che il nostro sistema solare si sia formato in questo modo, quattro miliardi e mezzo di anni fa. Una massiccia nube di idrogeno, cui si aggiungono elementi pesanti, comincia a contrarsi gradualmente. Qua e là la gravità trascina il gas in densi ammassi rotanti. Questi agglomerati di materia sono destinati a divenire masse di nuove stelle, una delle quali è il nostro Sole. Intorno al Sole, il gas e la polvere eseguono complicate evoluzioni, formando una nebulosa a disco. Il materiale leggero scivola alla periferia della nebulosa, e col tempo si condensa in pianeti giganti come Saturno.

Gli elementi più pesanti si addensano invece nelle regioni centrali del disco, dove vengono incorporati nel pianeta Terra e in quelli vicini. Pertanto, la materia che costituisce il nostro pianeta non è primordiale, ma è la cenere nucleare delle stelle che hanno brillato e sono morte molto prima che il sistema solare iniziasse a esistere.
Da quando la Terra si è formata, il materiale che la compone non è rimasto inerte. Il carbonio, l'idrogeno, l'ossigeno e l'azoto circolano continuamente tra l'atmosfera e la crosta terrestre per effetto dei processi biologici e geologici.

Quando un organismo muore e si decompone, i suoi atomi tornano a liberarsi nell'ambiente. Alcuni finiscono per tornare a far parte di nuovi organismi. Un semplice calcolo statistico rivela che il corpo di ognuno di noi contiene circa un atomo di carbonio per ogni milligrammo di materia organica morta di più di mille anni fa.

Questo dato ha implicazioni stupefacenti. Per esempio, il nostro corpo ospita all'incirca un miliardo di atomi appartenuti un tempo a Gesù Cristo, o a Giulio Cesare, o a Buddha, o all'albero sotto il quale costui una volta sedeva.

La prossima volta che vi guardate allo specchio, riflettete sulla lunga e avventurosa storia dei vostri atomi, e ricordate che la carne che vedete, e gli occhi con cui la vedete, sono composti letteralmente di polvere di stelle.

__________________

Questo brano è tratto dal libro “Da dove viene la vita” di Paul Davies e l’ho voluto citare nel mio blog per la sua suggestiva implicazione. Il fatto che siamo fatti di polvere di stelle ci proietta in una dimensione cosmica davvero vertiginosa. Adesso che lo sapete, dormiteci su ;-)

__________________

Technorati Tag: polvere di stelle,origine della vita,come è nata la vita,proteine,DNA,sistema solare,nebulosa primordiale

I gesti degli italiani

 

Di solito si dice che gli italiani gesticolano molto e probabilmente è assolutamente vero. I gesti tipici degli italiani sono davvero tantissimi ed è difficile farne una classificazione completa, anche perché cambiano (anche di molto) a seconda della zona dell’Italia. In queste tre immagini possiamo vedere molti gesti italiani (i più comuni e comprensibili) e, visto che, come notate, sono state realizzate in inglese, sono anche uno specchio di come ci vedono al di fuori del nostro Paese. Devo dire che i significati dei gesti li hanno saputi interpretare molto bene.

Ecco a voi “i gesti degli italiani”. Divertitevi a volontà e vedete quanti ne conoscete.

 

 

Tag di Technorati: gesti degli italiani,gesti italiani,gestualità degli italiani

Un motore elettrico semplice

 

Quello che vedrete in questo filmato è il più semplice motore elettrico che si possa realizzare. Basta una pila, dei piccoli magneti al neodimio e un filo di rame sagomato opportunamente, come quello che appare nel video. Basta poggiare il filo per innescare subito il movimento. Ovviamente si tratta di un “motore” nel senso che produce un movimento, ma non è ovviamente in grado di essere sfruttato per “trasportare” qualcosa di utile. Più che altro è un interessante esercizio di elettromagnetismo.

Buona visione del filmato.

Technorati Tag: motore elettrico,magnete al neodimio

Glicolisi (video)

 

La glicolisi (rottura del glucosio) è un processo metabolico che serve per ottenere energia. Il processo è diviso in 10 reazioni chimiche che possiamo vedere nel filmato. Nel video vengono anche specificate le formule molecolari e la loro variazione di struttura nel corso del processo.

Buona visione.

Technorati Tag: glicolisi,glucosio,processo metabolico,metabolismo,reazione chimica,formule molecolari

Auto del futuro. Al Politecnico di Milano esiste già.

 

Si tratta di una vettura che ha il minor consumo di sempre in una gara per veicoli solari. Questa macchina ad energia solare, sviluppata presso il Politecnico di Milano, è un grado di percorrere qualcosa come 800 chilometri con un  solo kilowattora. Tradotto in consumo di benzina, è come se avesse percorso 7070 chilometri con un litro! E’ realizzata in fibra di carbonio, due ruote anteriori e una posteriore. Il pannello fotovoltaico garantisce l’alimentazione elettrica. Per muoverla, è sufficiente la potenza di una lampadina! Direi che si tratta veramente di un gioiello della tecnologia e dobbiamo essere orgogliosi che è tutta italiana.

Se, ogni volta che si progetta un’automobile, si pensasse ad avere un’efficienza da record, anziché pensare all’estetica o alla potenza (e alla pericolosa velocità), vivremmo in un mondo con meno incidenti e meno inquinamento.

Buona visione del filmato.

Auto del futuro

Tag di Technorati: auto del futuro,auto solare,auto ad energia solare,pannelli solari fotovoltaici,Politecnico di Milano

Sarah Scazzi è stata uccisa. Ritrovato il corpo.

 

E’ di questa notte la terribile notizia. Sarah Scazzi è morta e il suo corpo è stato ritrovato. Nella notte c’è stata la confessione dello zio (Michele Misseri) che ha dichiarato di averla uccisa strangolandola con una cordicella e di averla violentata quando era già morta. La cosa è ovviamente agghiacciante, soprattutto per il fatto che lo stesso zio era stato già intervistato in tv nei giorni scorsi e aveva mostrato un distacco che, con il senno di poi, ci sembra ancora più agghiacciante.

Nel filmato la notizia del ritrovamento del corpo di Sarah Scazzi.

Sarah Scazzi è stata uccisa

Tag di Technorati: Sarah Scazzi,Sarah Scazzi è stata uccisa

Intervista a Francesco Starace, amministratore delegato di Enel Green Power.

 

In questo filmato possiamo vedere un’intervista a Francesco Starace , amministratore delegato di Enel Green Power.

Intervista a Francesco Starace

Di seguito la trascrizione dell’intervista.

“Le rinnovabili in Italia stanno avendo una notevole storia di sviluppo. In questo momento siamo, in Europa, il secondo Paese in termini di crescita nel mondo delle energie rinnovabili, e questo è dovuto sostanzialmente a due fattori. Il primo il fatto che abbiamo una base di rinnovabili molto ampia; noi abbiamo in Italia idroelettrico, geotermia e stiamo crescendo molto nelle rinnovabili nuove che sono l’eolico e il solare. La forza in questo momento di Enel Green Power è di poter utilizzare al meglio tutte le disponibilità che la natura ci offre. Le prospettive di Enel Green Power all’estero sono quelle di una crescita, ben bilanciata, molto mirata su alcune grandi realtà economiche che in questo momento stanno diventando importantissime nello scacchiere dell’economia mondiale, utilizzando al meglio tutte le tecnologie che in questo momento ci sono nel mondo delle energie rinnovabili.”

 

Una scheda riguardante Enel Green Power.

Enel Green Power è la società del Gruppo Enel interamente dedicata allo sviluppo e gestione delle attività di generazione di energia da fonti rinnovabili a livello internazionale, presente in Europa e nelle Americhe.
Con una capacità di generazione di energia da acqua, sole, vento e calore della terra pari, nel 2009, a circa 20.7 miliardi di kWh, una produzione in grado di soddisfare i consumi di oltre 7 milioni di famiglie e di evitare l'emissione in atmosfera di più di 15,5 milioni di tonnellate di CO2.

Enel Green Power è tra i leader di settore a livello mondiale e il principale operatore italiano con attività integrate a livello internazionale.
L'azienda ha una capacità installata di circa 5700 MW, con un mix di fonti che comprende l'eolico, il solare, l'idroelettrico, il geotermico e le biomasse, e una pipeline di sviluppo di circa 31000 MW.
Attualmente, gli impianti operativi e i progetti in stato di avanzato sviluppo di EGP sono collocati in 16 paesi in Europa e nel continente americano. Questa diversificazione geografica consente di massimizzare le opzioni strategiche di crescita e di minimizzare, contestualmente, i rischi regolatori e di paese. Ogni paese nel quale la Società opera adotta infatti differenti schemi di incentivazione, a seconda delle fonti impiegate.
Con la controllata Enel.si - leader nazionale nella realizzazione di impianti fotovoltaici per famiglie e imprese con oltre 100 MW installati - la Società conta inoltre su una capillare rete di franchisee con più di 500 installatori qualificati presenti su tutto il territorio nazionale.

________________________

Tag di Technorati: energie rinnovabili,fonti rinnovabili,solare,eolico,idroelettrico,Enel Green Power,Francesco Starace,biomasse,energia pulita

Enzima

 

Gli enzimi sono delle particolari proteine che hanno la capacità di accelerare le reazioni chimiche che avvengono spontaneamente. Poiché molte reazioni chimiche avverrebbero a velocità molto basse, gli enzimi sono in grado di accelerarle di molti ordini di grandezza.

L’enzima entra nella reazione chimica senza alterarla minimamente nel suo equilibrio termodinamico. Una reazione chimica avviene spontaneamente se la variazione di energia libera tra i prodotti e i reagenti è negativa. Il valore della negatività dell’energia libera non ci dice nulla sulla velocità della reazione stessa. La velocità infatti dipende dall’energia di attivazione. Se l’energia di attivazione è molto alta le molecole delle sostanze reagenti difficilmente possono raggiungerla, quindi la reazione sarà lenta, se l’energia di attivazione è bassa, la probabilità che le molecole abbiano sufficiente energia è alta. In questo caso la reazione sarà veloce. Gli enzimi non fanno altro che diminuire l’energia di attivazione della reazione chimica accelerandola.

Nel filmato possiamo vedere come agisce un enzima. Le sostanze che devono reagire, chiamate substrato, si legano al sito attivo dell’enzima. Nell’esempio il substrato è costituito dal saccarosio. Il complesso enzima + substrato rende possibile il decorso della reazione che in questo caso porta alla scissione del saccarosio per idrolisi nei suoi componenti: fruttosio e glucosio.

Buona visione del filmato.

Technorati Tag: enzima,enzimi,proteina,energia libera,molecole,energia di attivazione,saccarosio,idrolisi,fruttosio,glucosio

Cometa 103/p Hartley 2. Visibile ad occhio nudo nel mese di ottobre 2010.

 

La cometa 103/P Hartley 2 si sta avvicinando alla Terra per un incontro ravvicinato il 20 ottobre 2010. In quella data la cometa si troverà a soli 17 milioni di chilometri dalla Terra e sarà visibile ad occhio nudo se osservata da zone lontane dall’illuminazione dei grandi centri abitati. Ovviamente sarà un oggetto facile da osservare con qualsiasi binocolo.

Un astrofilo italiano, Toni Scarmato, ha creato questo filmato mostrando delle foto realizzate da lui stesso con un telescopio newton da 25 centimetri di diametro il 29 settembre 2010. La stella luminosa visibile vicino alla cometa è lambda Cassiopeae, una stella di magnitudine 5 nella costellazione di Cassiopea.

Buona visione del filmato.

Cometa 103/P Hartley 2

Televisore 3D: un bisogno reale, oppure è un modo per vendere nuovi televisori?

 

Ultimamente nei negozi di elettronica si assiste ad un vero “assedio” di nuovi televisori in 3D. Anche al Photokina si è visto molto che riguardava i televisori in 3D. Ma cosa c’è sotto questo fenomeno? In realtà i produttori lo confessano apertamente: le tecnologie in 3D, che sono state sviluppate, servono esclusivamente a spingere la gente a comprare nuovi televisori. Si vuole dare l’impressione, anche a coloro che hanno comprato da poco un televisore al plasma o lcd full HDMI, che esista qualcosa che è ancora “più avanti”.

Nel filmato di questo post vengono anche mostrate le nuove videocamere e fotocamere Panasonic in grado di filmare e fotografare direttamente in 3D. La domanda sorge spontanea: il 3D è davvero necessario? Secondo il mio modesto parere, la risposta la possiamo trovare facilmente nel passato della storia della televisione. Quando c’era il bianco e nero, il colore era poi così necessario? La risposta potete darvela da soli…

Buona visione del filmato.

Technorati Tag: 3D,televisore 3D,videocamera 3D,fotocamera 3D,televisore in 3D