Il solitario Barricelli e la nascita degli organismi numerici

 

Il MANIAC (acronimo di Mathematical Analyzer, Numerical Integrator And Computer), la cui architettura fu progettata quasi esclusivamente da John von Neumann agli inizi degli anni Cinquanta, era il più potente “cervello elettronico” dell’epoca e fu installato presso l’IAS (Institute for Advanced Study) di Princeton, nel New Jersey. Finanziato quasi interamente con fondi delle forze armate, serviva principalmente per eseguire i complessi calcoli che portarono alla costruzione della bomba termonucleare all’idrogeno. Il suo nome, scherzoso e non ufficiale, faceva il verso a quello dell’ENIAC, che lo aveva preceduto dal 1946, sempre con scopi principalmente militari (e per le previsioni meteorologiche). C'erano cinque kilobyte di memoria totale archiviati nella macchina. Un’inezia per gli standard odierni, ma allora era un arsenale.

Maniac è il nome anche della bella e documentata biografia romanzata di John von Neumann e storia dell’evoluzione del suo calcolatore elettronico, scritta dal cileno Benjamín Labatut (Adelphi, 2023). Di sicuro Labatut ha giocato con il significato della parola che, in inglese come in italiano, indica una persona con problemi mentali, un pazzo. E il libro abbonda di figure di persone geniali e un po’ folli, a cominciare dallo stesso matematico di origine ungherese. Ma von Neumann non è il solo. A metà circa di Maniac compare e scompare nel giro di due capitoli non consecutivi l’enigmatica e affascinante figura di Nils Aall Barricelli.

Nella finzione letteraria ne parla la testimonianza di Julian Bigelow, l’ingegnere informatico che fu il braccio destro di Von Neumann nella progettazione e nella realizzazione della macchina. Il capitolo si intitola proprio “Un vero scienziato pazzo”.

Appena il MANIAC cominciò a funzionare Johnny chiamò a lavorarci un vero scienziato pazzo. 

Nils Aall Barricelli. 

Mezzo norvegese e mezzo italiano. 

Totalmente folle.

A Johnny era venuta un'ossessione per la biologia, e quest'uomo lasciò nel suo ufficio un bigliettino scritto a mano. 

“Interessato a condurre una serie di esperimenti numerici allo scopo di verificare la possibilità che un'evoluzione simile a quella degli organismi viventi abbia luogo in un universo creato artificialmente”. 

Con accluse specifiche e alcune pubblicazioni accademiche. 

Johnny mi chiese cosa ne pensavo. 

Non aspettò la mia risposta. 

L'indomani gli accordò libero accesso. 

Gli disse che poteva far girare qualunque simulazione volesse. 

Una volta terminati i calcoli per la bomba, ovviamente.

Barricelli era nato a Roma il 24 gennaio 1912 da padre italiano e madre norvegese. Secondo Richard Goodman, un microbiologo che fece amicizia con il matematico negli anni '60, Barricelli affermava di aver inventato il calcolo infinitesimale prima del suo decimo compleanno. Quando il ragazzo mostrò i calcoli a suo padre, apprese che Newton e Leibniz lo avevano preceduto di un paio di secoli. Mentre era studente all'Università di Roma, Barricelli studiò matematica e fisica con Enrico Fermi. Un paio d'anni dopo la laurea nel 1936, emigrò in Norvegia con la madre recentemente divorziata e la sorella minore.

Mentre infuriava la Seconda guerra mondiale, Barricelli studiava. Nonostante avesse presentato una tesi di 500 pagine sull'analisi statistica delle variazioni climatiche nel 1946, Barricelli non completò mai il suo dottorato di ricerca. La commissione di tesi gli ordinò di ridurre l’articolo a un decimo delle dimensioni, altrimenti non avrebbe accettato il lavoro. Invece di capitolare, Barricelli rinunciò alla laurea.

Barricelli iniziò a modellare i fenomeni biologici su carta, ma i suoi calcoli erano lenti e limitati. Fece domanda per studiare negli Stati Uniti come borsista Fulbright, dove avrebbe potuto lavorare con la macchina IAS. Come scrisse nella sua richiesta di borsa di studio originale nel 1951, cercò di “effettuare esperimenti numerici per mezzo di grandi macchine calcolatrici”, al fine di chiarire, attraverso la matematica, “i primi stadi dell’evoluzione di una specie”. Desiderava anche socializzare con grandi menti: “comunicare con statistici e teorici dell’evoluzione americani”. Al momento della presentazione della domanda era un assistente di 39 anni presso l'Università di Oslo.

Sebbene il programma inizialmente lo respinse a causa di un problema di visto, all'inizio del 1953 Barricelli arrivò all’Institute for Advanced Study come membro in visita. "Spero che troverete il signor Baricelli [sic] una persona interessante con cui parlare", scrisse Ragnar Frisch, un collega di Barricelli che più tardi avrebbe vinto il primo Premio Nobel per l'economia, in una lettera a von Neumann. “Non è sempre molto sistematico nella sua esposizione”, continuava Frisch, “ma ha idee interessanti”. Comunque, non è vero che “fu chiamato”, ma fu presentato con ottime credenziali.

Le sue idee erano deliranti. 

Voleva imitare all'interno del MANIAC l’evoluzione della vita.

“Il primo linguaggio e la prima tecnologia sulla Terra non furono creati da esseri umani. Furono creati da molecole primordiali quasi quattro miliardi di anni fa. Sto pensando alla possibilità che un processo evolutivo potenzialmente in grado di condurre a risultati analoghi si possa avviare nella memoria di un calcolatore”.

Credeva nella simbiogenesi. 

Una teoria estremamente controversa opposta al darwinismo. 

Spiega la complessità degli organismi viventi attraverso le associazioni simbiotiche anziché mediante la selezione naturale dell'ereditarietà. 

Una fusione tra forme più semplici.

L'ipotesi simbiogenetica fu articolata per la prima volta dal naturalista russo Konstantin Merezhkovsky nel 1905. Egli era già a conoscenza del lavoro svolto dal botanico tedesco Andreas Schimper, che, avendo osservato nel 1883 come la divisione dei cloroplasti nelle piante verdi ricordasse quella dei cianobatteri, aveva proposto che le piante verdi derivino dall'unione simbiotica di due organismi. Successivamente, nel 1920, Ivan Wallin estese l'idea di un'origine endosimbiontica anche ai mitocondri. Ma tutte queste ipotesi furono inizialmente tralasciate o confutate. Analisi più dettagliate di cianobatteri e cloroplasti, effettuate grazie al microscopio elettronico, e la scoperta che i plastidi e i mitocondri contengono un proprio DNA (che fu riconosciuto come il materiale ereditario degli organismi) portarono a una rivalutazione dei fatti negli anni Sessanta.

Come avrebbe scritto lo stesso Barricelli in un lungo articolo riguardante il suo lavoro su Civiltà delle macchine di Leonardo Sinisgalli (1955: a. 3, mag., fasc. 3, pp. 27-33), “Un'ipotesi ardita fu avanzata nel 1924 da Kozo-Polyansky quando già si cominciava a sapere qualche cosa di queste analogie. L'ipotesi di Kozo-Poliansky è che tutti i geni ed anche diverse altre molecole della cellula che sono dotate di potere autocatalitico discendono da altrettanti virus od organismi di natura simile ai virus che per simbiosi un po’ per volta si sono associati al resto della cellula. Secondo questa teoria, che Kozo-Polyansky chiama teoria della “simbiogenesi“, il processo di evoluzione che ha permesso la formazione della cellula fu iniziato da una simbiosi tra alcuni organismi di natura simile ai virus. A questi poi col tempo si sarebbero associati nuovi simbionti della stessa natura ed in numero sempre crescente, ed il processo di evoluzione così iniziato avrebbe reso possibile la formazione dei vari organi della cellula”. 

Sul registro del computer di Barricelli presso l’Institute for Advanced Study, in caratteri scritti a mano a matita datati 3 marzo 1953, c’è il titolo “Problema di simbiogenesi”.

La teoria della simbiogenesi nella sua moderna accezione fu esposta e diffusa per la prima volta nel 1975 da Lynn Margulis, che la ufficializzò nel 1981 nel libro Symbiosis in Cell Evolution (La simbiosi nell'evoluzione cellulare); nel libro viene spiegato come le cellule eucariotiche si siano originate come comunità di entità interagenti tra loro, tra cui ad esempio spirochete endosimbiontiche che svilupparono flagelli e ciglia eucariotici, ma la biologa andrebbe, con più ragione, ricordata per la sua opera di divulgatrice. Infatti, alle spalle dell’opera di Lynn Margulis c’è una lunga storia di idee, alle quali è molto debitrice (e stranamente non cita l’articolo di Kozo-Polyansky che Barricelli conosceva bene).

Attualmente la simbiogenesi è largamente accettata e supportata da prove scientifiche. Nei primi tempi venne accettata molto lentamente tra i biologi, ma grazie al largo numero di prove portate a sostegno nei 30 anni seguenti, è utilizzata su un numero sempre maggiore di sistemi biologici. Oggi è l'unica spiegazione plausibile esistente per l'evoluzione e la discontinuità esistente tra procarioti ed eucarioti.

Disseminò di numeri casuali la memoria del MANIAC.  

Introdusse regole per governare il loro comportamento. 

È così che li faceva “evolvere”. 

La sua ipotesi era che avrebbero cominciato a mostrare le stesse caratteristiche dei geni.

(...)

Ognuno degli organismi di Barricelli era una stringa di numeri. 

Entravano in contatto si fondevano mutavano morivano o procreavano. 

Potevano instaurare una simbiosi per diventare più complessi. 

Potevano regredire a forme piü semplici. 

Trasformarsi in predatori. In parassiti.

Barricelli codificò i suoi organismi numerici sulla macchina IAS per dimostrare la sua tesi. Scrisse che "È molto facile fabbricare o semplicemente definire entità con la capacità di riprodursi, ad esempio, nel regno dell'aritmetica".

Ma qual era il metodo che utilizzava? Lo spiega nell’articolo su Civiltà delle macchine:

“Per esempio, possiamo usare come elementi alcuni numeri scritti sulla prima linea di un foglio a quadretti - vedi fig. 1 dove i numeri negativi sono sottolineati - e scegliere ad arbitrio una regola di riproduzione di questi numeri.

In fig. 1 si è usata la seguente: in una unità di tempo (generazione) un numero positivo m si riproduce m caselle a destra ed un numero negativo n si riproduce n caselle a sinistra. Il risultato che si ottiene dalla prima riga seguendo questa regola di riproduzione è scritto nella seconda riga. Applicando la stessa regola di riproduzione sulla seconda riga si ottiene la terza riga, e così via. Naturalmente per continuare bisognerà fissare delle regole per fissare ciò che dovrà avvenire quando due numeri capitano nella stessa casella. Ma di ciò si parlerà più avanti.

L’altra facoltà essenziale per una evoluzione darwiniana, la capacità di subire cambiamenti ereditari, non è così diffusa come la capacità di riprodursi, ma si conoscono elementi in cui la detta capacità esiste (...) Artificialmente non vi è alcuna difficoltà a definire elementi che oltre alla facoltà di riprodursi hanno anche la facoltà di subire cambiamenti ereditari. Negli elementi numerici sopra definiti possiamo per esempio stabilire delle regole di mutazione approfittando dei casi in cui due numeri capitano nella stessa casella. Il numero da collocare nella detta casella potrà risultare diverso da entrambi e rappresenterà in tal caso una mutazione. (...)

In questo modo si ha una classe di elementi numerici capaci di riprodursi è di subire mutazioni. Le condizioni per un processo di evoluzione in base ai principi di Darwin sarebbero presenti. I numeri, che hanno maggiore probabilità di sopravvivere nell’ambiente creato dalle regole che abbiamo scelto, sopravviveranno. Gli altri verranno man mano eliminati. Si avrà un processo di adattamento all’ambiente, un processo di evoluzione darwiniana”.

Poi, per indurre processi di evoluzione, cambiava le regole: “Per mettere alla prova la teoria della simbiosi dei geni possiamo ricorrere ancora una volta all’impiego di elementi numerici. Basterà modificare le regole della riproduzione impiegate in maniera tale da favorire qualche forma di associazione utilitaria (simbiosi) tra elementi numerici diversi. Così si potrà vedere se è vero che associando elementi con le proprietà fondamentali precedentemente descritte si possa iniziare un processo di evoluzione che si svolga in base allo stesso meccanismo che regola l’evoluzione biologica. Per favorire l’associazione utilitaria (simbiosi) possiamo apportare alle regole di riproduzione adottate delle modifiche per (...) rendere possibile la riproduzione di un elemento numerico solo quando ne sono presenti degli altri da esso differenti. In tal modo si rende necessaria l'associazione utilitaria (simbiosi) di elementi numerici diversi onde rendere possibile la riproduzione. Alle suddette regole di riproduzione si possono poi associare delle regole di mutazione a piacere, per es. sfruttando i casi in cui due numeri cadono nella stessa casella”.

E così via, fino alla prova di compilare la prima riga (generazione) di soli 1 e -1 e caselle vuote (0) estraendoli a sorte in modo casuale con il lancio di due monete.

Il bello è che, all’inizio, faceva tutto con penna e fogli quadrettati. Solo successivamente ebbe la possibilità di ricorrere alla schede perforate del computer.

All'interno del dispositivo, Barricelli programmò mondi costantemente mutabili, ciascuno con file di 512 "geni", rappresentati da numeri interi relativi. Mentre il computer attraversava centinaia e migliaia di generazioni (il massimo fu 5.400) emergevano raggruppamenti persistenti di geni, che Barricelli considerava organismi. Il trucco consisteva nel modificare le leggi della natura create dall’uomo - “norme”, come le chiamava lui - che governavano l’universo e le sue entità. Doveva mantenere questi ecosistemi sull’orlo del disordine e della stasi. Troppo caos e le sue creature si sarebbero trasformate in un caos disorganizzato; troppo poco e si sarebbero omogeneizzate. Il punto nel mezzo, tuttavia, sosteneva processi realistici.

L’azione di equilibrio di Barricelli non era sempre facile. Le sue prime prove furono piene di parassiti: geni numerici primitivi, spesso singoli, invasero lo spazio e divorarono i loro vicini. In genere, era in grado di assistere solo a un paio di cambiamenti ereditari, o al massimo a una manciata, prima che il mondo si distruggesse. Per creare processi evolutivi duraturi, aveva bisogno di ostacolare la capacità di questi parassiti di riprodursi rapidamente. Quando tornò all'Istituto nel 1954 per iniziare una seconda serie di esperimenti, Barricelli apportò alcuni cambiamenti cruciali. Innanzitutto, limitò la proliferazione dei parassiti a una volta per generazione. Questo vincolo consentiva ai suoi organismi numerici un più ampio margine di manovra per superare il problema. In secondo luogo, iniziò a impiegare norme diverse per le diverse sezioni dei suoi universi. Ciò costringeva i suoi organismi numerici ad adattarsi sempre.

Anche negli universi precedenti, Barricelli si rese conto che la mutazione e la selezione naturale da sole non erano sufficienti a spiegare la genesi delle specie. In effetti, la maggior parte delle singole mutazioni erano dannose. Scrisse che “La maggior parte delle nuove varietà che hanno mostrato la capacità di espandersi sono il risultato di fenomeni di incrocio e non di mutazioni, sebbene le mutazioni (soprattutto quelle dannose) siano state molto più frequenti dei cambiamenti ereditari mediante incrocio negli esperimenti condotti".

Quando un organismo diventava perfettamente adatto ad un ambiente, la più piccola variazione non faceva altro che indebolirlo. In tali casi, furono necessarie altre modificazioni, effettuate mediante una fecondazione incrociata, per dare all'organismo numerico una qualche possibilità di miglioramento. Ciò indicava a Barricelli che le simbiosi, l’incrocio genetico e “una forma primitiva di riproduzione sessuale” erano essenziali per l’emergere della vita.

Barricelli programmò alcuni dei primi algoritmi informatici che assomigliano ai processi della vita reale: una suddivisione di ciò che oggi chiamiamo “vita artificiale”, che cerca di simulare i sistemi viventi nei computer. Barricelli lanciò una sfida coraggiosa al modello darwiniano standard di evoluzione per competizione, dimostrando che gli organismi si sono evoluti anche per simbiosi e cooperazione.

In effetti, i progetti di Barricelli hanno anticipato molte attuali vie di ricerca, compresi gli automi cellulari, programmi per computer che coinvolgono griglie di numeri abbinate a regole locali che possono produrre comportamenti complicati e imprevedibili. I suoi modelli hanno una sorprendente somiglianza con gli automi cellulari unidimensionali (reticoli realistici di schemi numerici) proposti da Stanislaw Ulam e, manco a dirlo, da von Neumann, e studiati da Stephen Wolfram.

Barricelli vedeva i suoi organismi informatici come un modello di vita, su questo pianeta e su qualsiasi altro. "La questione se un tipo di simbioorganismo si sviluppi nella memoria di un computer digitale mentre un altro tipo si sviluppi in un laboratorio chimico o mediante un processo naturale su qualche pianeta o satellite non aggiunge nulla di fondamentale a questa differenza", scrisse. Un mese dopo che Barricelli aveva iniziato i suoi esperimenti sulla macchina IAS, Crick e Watson annunciarono la forma del DNA come una doppia elica. Ma conoscere la forma della vita biologica non ha intaccato la convinzione di Barricelli di aver catturato i meccanismi della vita su un computer. Lasciamo che Watson e Crick definiscano il DNA una doppia elica. Barricelli li chiamava “numeri a forma di molecola”.

Ogni due cicli prendeva un campione dalla memoria del MANIAC e lo stampava.

Rigogliosi paesaggi matematici simili a giganteschi quadri espressionisti astratti.

L'elettroencefalogramma di un folle. 

Fissava un punto e gridava Perfetto! quando gli organismi si erano scambiati dei "geni" per creare un simbionte. 

Scandaloso! quando diventavano parassiti.

Gli esperimenti di Barricelli avevano anche un lato estetico. Insolitamente per l’epoca, convertì gli 1 e gli 0 digitali della memoria del computer in immagini pittoriche per evidenziare i suoi organismi numerici Quelle immagini, e le idee alla loro base, avrebbero influenzato gli animatori computerizzati nelle generazioni a venire.

Barricelli non si è limitato a creare un universo di organismi numerici, ha convertito i suoi organismi in immagini. I conteggi computerizzati di 1 e 0 si sarebbero poi auto-organizzati in griglie visive di squisita varietà e consistenza.

Barricelli era convinto che i numeri potessero cominciare a sviluppare una vita propria.

Sono l'inizio di una qualche forma di vita aliena o semplicemente modelli della vita? No, non sono modelli. Sono una particolare categoria di strutture autoreplicanti, già definite!

“Ma deve essere ben chiaro che il compito delle nostre ricerche non è stato quello di indagare come si siano svolte le prime fasi dell’evoluzione biologica. Il nostro compito è invece di indagare se processi di evoluzione in base agli stessi principi che, come si suppone, regolano l’evoluzione biologica sono possibili e come si svolgerebbero inizialmente partendo da elementi numerici o di qualsiasi natura anche se completamente diversi dai virus e dai geni, purché capaci di riprodursi, di mutare ereditariamente e di associarsi in organizzazioni (simbioorganismi) che offrono un vantaggio selettivo”.

(...)

“Processi di evoluzione secondo i principi dell’evoluzione biologica e i cui i fenomeni di incrocio (o riproduzione sessuale) hanno una parte preponderante, possono essere realizzati con molti tipi di elementi capaci di riprodursi, mutare ed associarsi in simbioorganismi. Non si tratta quindi di un fenomeno particolare caratteristico per un determinati tipo di elementi, come ad esempio le molecole degli acidi desossiribonucleici (virus e geni), ma di un fenomeno statistico generale che interessa molti tipi di elementi con le suddette proprietà”.

(...)

“La possibilità di produrre processi di evoluzione insieme agli stessi principi che regolano l’evoluzione biologica, ma partendo da elementi autoriproduttivi di natura qualsiasi, solleva la questione se gli organismi numerici ed eventualmente altri organismi che possono essere sviluppati in simili processi di evoluzione siano da considerarsi come organismi viventi. Teoricamente siffatti organismi, se sviluppati in universi di dimensioni sufficienti e in condizioni adatte, potrebbero avere le stesse e forse anche maggiori possibilità di evoluzione e varietà di forme. Che si voglia o no riconoscerli come organismi viventi, ciò potrà in definitiva essere una questione di definizione. Volendo scegliere una definizione molto comprensiva si potrebbe considerare come vivente ogni organismo capace di riprodursi e di subire cambiamenti ereditari. Con questa definizione sarebbero viventi non solo i virus e i geni, ma anche gli organismi numerici e gli elementi numerici che li compongono”.

(...)

“Ma anche volendo considerare come viventi soltanto i simbioorganismi di natura, diciamo così, albuminica, non bisogna credere che tutti questi organismi debbano necessariamente rassomigliare alle forme di vita che conosciamo sulla Terra né che la Terra debba essere necessariamente l’ambiente migliore per lo sviluppo di siffatte forme di vita”.

Ma alla fine i suoi esperimenti fallirono. 

Sebbene io abbia creato una classe di numeri capaci di riprodursi e di subire mutamenti ereditari, l’evoluzione numerica non va molto lontano e non ha prodotto in nessun caso un livello di fitness sufficiente a mettere la specie al riparo dalla totale distruzione e ad assicurare un processo evolutivo illimitato come quello che ha avuto luogo sulla Terra e che ha portato a organismi sempre più avanzati. Manca qualcosa che permetta di spiegare la formazione di organi e di facoltà complesse come quelle degli organismi viventi. Per quante mutazioni facciamo, i numeri restano sempre numeri. Non diventeranno mai organismi viventi! 

Appunti presi in preda alla disperazione.

Ciarlatano/visionario? 

Probabilmente entrambe le cose. 

Molto in anticipo sul suo tempo. 

Troppo.

Le sue entità numeriche evolvevano in un universo digitale vuoto nel corso dei pochi cicli di calcolo lasciati liberi dalla bomba all’idrogeno. 

Chissà cosa sarebbe riuscito a ottenere con più cicli a disposizione. 

Ma svanirono senza lasciare tracce. 

Molte delle sue idee furono riscoperte in seguito da altri ricercatori che non erano a conoscenza del suo lavoro.

Fu Johnny a seppellirlo? Forse. 

Fra loro accadde qualcosa. Litigarono di brutto. 

Nessuno dei due ha mai riconosciuto il lavoro dell'altro. 

Nemmeno una parola nei loro scritti. Ho controllato. 

Come se non si fossero mai conosciuti. 

Johnny è ancora riverito come il padre della vita artificiale. 

Mentre l'altro pazzo non lo ricorda nessuno. 

Un giorno di punto in bianco gli fu negato l'accesso al MANIAC. 

Non lo vedemmo mai più.

Ciò che ha sepolto Barricelli nell'oscurità è qualcosa di misterioso. Essere intransigente nelle sue opinioni e non un giocatore di squadra, senza dubbio ha portato all’isolamento di Barricelli dal mainstream accademico. Ma è probabile che Barricelli e l’indomabile von Neumann non andassero più d’accordo.

In un successivo capitolo che Labatut attribuisce alla testimonianza di Barricelli, forse è contenuta la verità sul suo allontanamento da Princeton e dal MANIAC:

“Non sono pazzo. Non sono mai stato pazzo. Non sono folle, anche se molte mi hanno definito così. In tutti questi anni travagliati, questi anni infernali passati a lavorare lontano da tutti, ignorato, vilipeso e invisibile, non ho perso la testa, non ho lasciato che lo sconforto mi conducesse alla follia e mi precipitasse nel delirio. (...) Sono un uomo di scienza. Un sostenitore del potere della verità, un avversario dell'ignoranza e un nemico naturale del nichilismo e dell’incommensurabile abisso della disperazione, perché mi sono votato al futuro. (...) Ma io ho visto qualcosa che mi ha fatto capire che esistono lande selvagge irriducibili alla sola logica, qualcosa che si fa beffe dei venerati principi che gli scienziati hanno tanto a cuore, quel loro cuore debole è pavido - ho visto la vita digitale. Non è in arrivo, è qui. Le creature che ho immaginato si stanno evolvendo più in fretta di quanto potrebbe fare un qualunque sistema biologico. Tanto belle quanto inevitabili. (...) Perciò ho sopportato l’umiliazione di divenire un oggetto di scherno. Uno zimbello. Un esempio negativo, deriso da uomini inferiori sospinti in alto dalle volgari gerarchie del mondo. (...) Ormai è la rabbia a sostenermi (...) Perché è stato a causa della rabbia, del puro rancore cieco che una volta - una volta sola - sono andato vicino a perdere la testa. Ira e sdegno, stizza e odio nei confronti della gazza ladra, di quel demonio sorridente, John von Neumann.

Ha rubato le mie idee! Ha sabotato e usurpato i miei esperimenti, quei numeri scrupolosamente ibridati tra loro che già traboccavano di promesse di vita, e quando non è riuscito a piegarli ai suoi obiettivi li ha distorti e travisati. (...) Usando la sua influenza, ha seppellito la mia ricerca e anche il mio nome, prima negandomi l’accesso al suo calcolatore (il MANIAC, nome quanto mai appropriato), poi evitando deliberatamente qualunque riferimento diretto al mio lavoro in uno dei suoi libri, proprio quello che - per motivi che mi sfuggono - viene considerato da tutti come il compendio definitivo sugli automi e gli organismi digitali. (...) Non ho nemmeno potuto far ricorso: quel bastardo è morto prima di completare il suo libro. (...) Da allora sono rimasto impotente a guardare mentre altri sfruttavano e mietevano un campo che ero stato io il primo a concimare, seminare e far germogliare. (...) Ed è stato allora, quando mi trovavo a un passo dalla scoperta, quando la mia terra promessa cominciava a profilarsi all’orizzonte, che von Neumann ha preso a interessarsi al mio progetto.

All’inizio ne era affascinato quanto me. Arrivava all’istituto nel cuore della notte - l’unico momento in cui mi era concesso lavorare - e mi tempestava di domande molto insistenti. Da quel che sceglieva di chiedere si capiva la qualità del suo pensiero (...) ed ebbi l’opportunità di scrutare dentro la sua testa. Mi chiese se avessi sentito parlare delle macchine di Turing con oracolo. Col tempo sono giunto a considerare quella semplice domanda come un test (...) Turing anelava a qualcosa di diverso [dai calcolatori moderni], una macchina capace di guardare oltre la logica e comportarsi in modo più simile agli esseri umani, che sono dotati non solo di intelligenza, ma anche di intuito. (...)”

Nella sua accezione più ampia, un oracolo può essere considerato come una serie di procedure di decisione in grado di superare i limiti di una Macchina di Turing, In pratica, l’accesso all’oracolo renderebbe una macchina ibrida capace di affrontare classi di problemi che nessun sistema algoritmico può risolvere. Un altro campo in cui gli oracoli hanno mostrato una funzione teorica è nella classificazione dei problemi “trattabili” o “intrattabili”, risolvibili cioè in tempo polinomiale o esponenziale in relazione alla dimensione n del problema. Ovviamente, il potere di calcolo di una macchina di Turing con oracolo è conseguenza diretta delle caratteristiche di decidibilità del linguaggio oracolo. Una macchina di Turing con oracolo è tale se, di fronte a un problema computazionale incalcolabile, almeno in certo tempo, in cui è necessaria una scelta (sì o no), tira a indovinare, esattamente come facciamo noi.

“Non dimenticherò mai quel momento. (...) Ero arrivato all’istituto a mezzanotte e stavo scendendo le scale che conducevano al MANIAC, quando (...) mi accorsi subito, con mio estremo sconcerto, che il MANIAC stava lavorando a pieno regime, e che von Neumann stava facendo girare il mio codice. Il mio codice!” (...) Lui mi assecondò è non parve risentirsi per il mio tono, ma quando notai che aveva ottimizzato diverse subroutine e introdotto importanti cambiamenti nei miei successivi cicli computazionali, alterando le mie istruzioni in modi che non riuscivo a comprendere, persi il controllo. Mi sentii a tal punto tradito che lo spinsi via è balzai in avanti per interrompere il processo prima che fosse troppo tardi. (...)

Non riesco a ricordare cosa dissi a quel mostro per allontanarlo dal mio esperimento, ma ricordo con assoluta chiarezza che lui reagì in modo sorprendentemente pacato. (...) Fece orecchie da mercante alle mie lamentele e si limitò ad andarsene senza proferire parola, e senza scusarsi per quel che aveva fatto. Né mai si sarebbe scusato in futuro. Quella fu l’ultima volta in cui ci parlammo, e capii subito che i miei giorni col MANIAC erano contati”.

Insomma, mentre Barricelli voleva ricreare la vita in un ambiente digitale, von Neumann voleva creare l’intelligenza artificiale. In più era molto più potente, e non certo uno stinco di santo.

Barricelli morì a Oslo nel 1993, solo e dimenticato.

Alexander Bogdanov e la tektologia (scienza dei sistemi)

 

Le idee monistiche di Wilhelm Ostwald, e specialmente la sua energetica sociale, furono raccolte e sviluppate dal marxista russo Alexander Alexandrovich Malinowskij, meglio conosciuto come Alexander Bogdanov (1873-1928). Il nome ``Bogdanov" era uno pseudonimo, uno dei tanti utilizzati in centinaia di pubblicazioni, insieme a "Maximov", "Riadovoy", "Werner". Lo pseudonimo "Bogdanov" era quello usato più spesso e con questo nome sarebbe passato alla storia della cultura russa e mondiale. Bogdanov adottò il modello termodinamico di Ostwald, nel quale le leggi di conservazione dell’energia e l’entropia fornivano una base concettuale comune per tutti i processi fisici e sociali. Bogdanov condivideva anche l’interesse di Ostwald per una organizzazione razionale delle scienze, e nello sviluppo di una metascienza che avrebbe riunito e trasceso le singole discipline. Bogdanov, uno psichiatra con buone basi di fisica e biologia, iniziò come studente di scienze naturali a Mosca nel 1892, ma poi si laureò in medicina con una specializzazione in psicologia all’Università di Kharkov (oggi Kharkiv) nel 1899. La sua educazione medica lo portò inevitabilmente in contatto con le idee di Ostwald. 

Bogdanov era un convinto marxista, ma, diversamente da Lenin, non credeva che il marxismo fosse una dottrina monolitica e immutabile. Dopo il dottorato, fu arrestato più volte dalle autorità zariste e trascorse quattro anni al confino in piccole città, prima a Kaluga e poi a Vologda. Nel 1903, quando il partito socialdemocratico russo si spaccò tra bolscevichi e menscevichi, Bogdanov si schierò con i primi, diventando secondo solo a Lenin nella leadership della fazione bolscevica. Partecipò all’insurrezione fallita del 1905 e fu costretto all’esilio, durante il quale scrisse il profetico romanzo di fantascienza politica Stella Rossa. 

Alcune fotografie famose, scattate durante la settimana tra il 23 e il 30 aprile 1908, lo ritraggono intento a giocare a scacchi contro Lenin sulla terrazza di Villa Blaesus, l'allora residenza sull'isola di Capri di Maxim Gorky (che assiste sorridente). 

Quando anche i bolscevichi si spaccarono, egli schierò con la corrente più a sinistra, contro Lenin, il quale, scrisse in esilio e pubblicò nel 1909 a Mosca il saggio filosofico Materialismo ed empiriocriticismo, che era una critica pungente delle teorie di Bogdanov, nel quale sosteneva che le percezioni umane riflettono correttamente e oggettivamente il mondo esterno e che quest'ultimo può pertanto essere analizzato dialetticamente. Lenin rifiutava le critiche di Bogdanov allo “schematismo positivistico” insito nella dialettica materialistica avallata da Engels, e che proponevano un materialismo dialettico alternativo a quello formulato dai teorici del marxismo ortodosso, che fosse in accordo con le più recenti scoperte scientifiche e con l'empiriocriticismo di Mach e di Avenarius.

Evidentemente, i concetti principali del vecchio materialismo - 'materia' e 'leggi immutabili' - erano stati sviluppati nel corso del progresso sociale - e, come ogni forma ideologica, avrebbero dovuto avere la loro "base materiale". Ma poiché la "base materiale" tende a cambiare nel corso dello sviluppo sociale, è chiaro che ogni data forma ideologica ha solo un significato storico e transitorio, piuttosto che oggettivo e astorico. Può essere solo una "verità di quel tempo" (la verità oggettiva di un certo periodo) - e non una "verità eterna" ("oggettiva" nel significato assoluto della parola)". Pertanto, affermava Bogdanov, “Il marxismo implica il rifiuto dell'obiettività incondizionata di ogni verità, il rifiuto di tutte le verità assolute". Esattamente il contrario di quello che sarebbe successo in Unione Sovietica a partire dagli ‘20 e fino al suo crollo. 

Bogdanov continuò a essere molto attivo politicamente sino al 1910, quando fu costretto a continue dispute ideologiche con Lenin riguardo all’organizzazione e la disciplina nel partito e venne espulso dal comitato centrale. Da allora, anche dopo la Rivoluzione d’Ottobre, rifiutò di rientrare nel partito bolscevico. 

Nel 1900, quando era al confino di Kaluga, conobbe e divenne amico, personalmente e filosoficamente, di Anatoli Lunačarskij, il futuro Commissario all'Educazione dopo la rivoluzione. Quando Bogdanov fu trasferito a Vologda nel 1901, Lunačarskij, anch’egli lì al confino, chiese e ottenne di seguirlo. Nel settembre 1902 Lunačarskij sposò la sorella di Bogdanov, Anna Malinovsaija. 

L’energetica omnicomprensiva di Ostwald convinse Bogdanov a guardare il mondo come una dinamica di processi interattivi agenti sulla base di principi fisici. L’opera di Bogdanov in tre volumi Tektologia, i cui primi due furono pubblicati nel 1913 e nel 1917, era un piano per sviluppare una scienza di sistemi generali, attraverso una ricerca di somiglianze strutturali nei processi fondamentali di ogni disciplina. Scienza universale dell’organizzazione, la tektologia era costruita su concetti formali derivati dalla meccanica e dalla termodinamica, resi abbastanza generali da essere applicabili a qualsiasi oggetto d’indagine, pratico o teorico, considerato un “complesso” (oggi diremmo sistema). 

Il termine “organizzazione” di Bogdanov aveva diversi significati. Egli lo caratterizzò generalmente come “scienza delle costruzioni” o architettura. L’organizzazione era particolarmente riferita alle relazioni strutturali e funzionali entro limiti definiti, cioè un sistema, o alle relazioni delle singole parti rispetto all’intero sistema. La tektologia analizzava le relazioni statiche e dinamiche degli elementi costituenti, utilizzando termini come equilibrio, resistenza, organizzazione e disorganizzazione, regolazione, congiunzione, esplosione, crisi, egressione e degressione [emergenza, riduzione]. Essa cercava di stabilire leggi di base e meccanismi organizzativi e, come la matematica, di “rivelare l’invariabile tendenza che è nascosta nella visibile complessità”. 

Bogdanov cercò anche di interpretare il marxismo con questi criteri, modellandolo su un paradigma evoluzionario termodinamico in cui vi erano trasformazioni graduali, anche cicliche, della società, invece che i processi dialettici postulati dai marxisti ortodossi. Egli paragonò la rivoluzione a una reazione chimica, in cui i nuovi componenti risultanti non sono finali, ma continuano a sottostare a processi termodinamici (inutile dire che Lenin non era affatto d’accordo). 

La tektologia, “scienza generale dell’organizzazione” fu proposta come un metodo universale di analisi che poteva essere applicato in tutte le sfere della conoscenza, comprese le scienze fisiche e biologiche, la sociologia, la cultura e l’economia. Tale approccio uniforme a soggetti diversi, secondo Bogdanov, avrebbe operato contro l’isolamento delle discipline e alla moltiplicazione energeticamente dispendiosa dei metodi impliciti nella specializzazione. Come metascienza di controllo, la tektologia avrebbe inaugurato una ricostruzione cognitiva, liberando una creatività inedita nella soluzione di vecchi problemi, e la concettualizzazione di nuovi modi di interrogare vedere il mondo. Quando il sensazionale successo delle osservazioni da parte di Eddington dell’eclisse nel 1919 stimolò un rinnovato interesse per le teorie di Einstein, Bogdanov non esitò a modellare la relatività generale in termini tektologici.

Nel 1920, il percepito revisionismo di Bogdanov e i suoi litigi con Lenin giunsero a un punto di ebollizione. Lenin pubblicò una nuova edizione di Materialismo ed empiriocriticismo. I primi anni '20 furono un periodo di attacchi mediatici quasi costanti a Bogdanov, anche se egli tentava di ritirarsi dalla vita politica e entrare nell'accademia. Bogdanov fu arrestato nel settembre 1923 con l'accusa di sostenere un gruppo di opposizione chiamato “Verità dei lavoratori”. In ottobre fu rilasciato, ma le riviste disposte a pubblicare i suoi scritti politici e culturali iniziarono a diminuire. La maggior parte dei suoi ultimi lavori apparve solo nel giornale universitario dell'Accademia comunista, dove era professore. 

Bogdanov si rivolse alla sua ultima passione rimasta: la medicina. Era interessato a sperimentare scambi di sangue "reciproci" tra giovani e anziani che potessero essere terapeuticamente rigeneranti. Ciò attirò l'attenzione dei suoi ex colleghi negli strati superiori dello stato sovietico, molti dei quali soffrivano di uno stato endemico di cattiva salute (e persino di morte improvvisa) per quella che i medici del Partito definirono "fatica rivoluzionaria" e che alla fine divenne nota come "esaurimento sovietico". Dopo aver sentito parlare dei primi successi europei nel curare la "stanchezza" con il ringiovanimento del sangue, Stalin nominò Bogdanov direttore dell'Istituto di ematologia e trasfusioni di sangue nel 1926, il primo istituto di questo tipo non solo nell'Unione Sovietica, ma anche nel mondo. Bogdanov sperimentò le sue teorie in gran parte su sé stesso (partecipando undici volte a trasfusioni e scambi di sangue sperimentali all'inizio del 1928) e notò che, dopo molteplici trattamenti, la sua vista era migliorata, la sua calvizie sospesa e gli amici commentarono che sembrava più giovane di dieci anni. 

Nella primavera del 1928, Bogdanov decise di scambiare il sangue con uno studente che soffriva di malaria e tubercolosi nel tentativo di aiutare la sua afflizione. Sebbene lo studente abbia finito per riprendersi completamente dopo lo scambio, Bogdanov subì una reazione trasfusionale emolitica. Due settimane dopo morì all'età di 54 anni. Qualcuno ha parlato di suicidio mascherato. 

Il destino della tektologia si è rivelato tragico come la sua vita. Nella Russia sovietica, dopo le critiche di Lenin, l'empirismo fu oggetto di critiche spietate per quasi un secolo, senza che si facesse il minimo tentativo di capirlo. Solo in tempi più recenti sono stati avviati veri e propri studi e ricerche. 

La comunità scientifica ha riscoperto le idee principali della tektologia, affermando, in particolare, che essa è stata storicamente la prima versione sviluppata della teoria generale dei sistemi e una anticipazione della cibernetica, a causa delle interdipendenze, positive o negative (cicli di feedback), postulate nella teoria. 

È ovvio che l'importanza principale della tektologia di Bogdanov consiste nella creazione delle basi della scienza organizzativa generale. Bogdanov considerava le leggi che regolano l'organizzazione dei complessi (sistemi) identiche per qualsiasi oggetto. Il "complesso" viene trattato non come un semplice insieme di elementi interconnessi, ma piuttosto come un processo di cambiamento nella loro organizzazione derivante dalla connessione strutturale del complesso con il suo ambiente. Nella tektologia, Bogdanov ha definito tipi universali di sistemi e ha analizzato il meccanismo organizzativo di base: la selezione. Quest'ultima può essere positiva o negativa e, completandosi a vicenda, queste due forme organizzano il mondo intero. Bogdanov ha studiato una serie di altri aspetti dello sviluppo organizzativo: la divergenza e la convergenza delle forme, i tipi di crisi sistemiche che sorgono nei processi di organizzazione e disorganizzazione, ecc. Per dirla diversamente, la scienza organizzativa universale di Bogdanov, o tektologia, non solo ha anticipato la cibernetica, la teoria generale dei sistemi e concetti simili, ma ha anche espresso profondamente il principale orientamento metodologico della scienza, della tecnologia e dell'attività pratica del XX secolo.