Patrick Bandera IL futuro a portata di nano 5Ais IL futuro a portata di nano



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22.05.2018
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Patrick Bandera Il futuro a portata di nano 5Ais

Il futuro a portata di nano

Probabilmente se al giorno d’oggi andassimo in giro per la strada a chiedere a delle normalissime persone che cosa sono le nanotecnologie , presumibilmente la loro mente li porterà a fantasticare su dispositivi futuristici visti nei film di fantascienza che forse potranno entrare nella vita quotidiana tra molti anni quando essi non ci saranno più. In realtà le nanotecnologie o i nano materiali sono già entrati nel nostro uso comune , basti pensare ai grandi risultati raggiunti nel settore della medicina o nel settore automobilistico ecc .. e tutti questi scopi sicuramente senza l utilizzo delle nanotecnologie non si sarebbero mai raggiunti .

Il segreto che sta dietro a questo grande successo è relativamente semplice : raggiungere il massimo obbiettivo con il minor impiego di materiale possibile.

Lo si capisce già dal nome della disciplina che le nanotecnologie hanno a che fare con tutto quello che ha dimensioni comprese tra i cento ed un nanometro (cioè un milionesimo di millimetro), quindi si parla di strutture composte da singole molecole o atomi.nanoscala.jpg

Secondo il professor Stephan Forster il vantaggio di avere tutto più piccolo signifca una minore distanza tra le particelle interagenti , basti pensare nei dispositivi che usiamo nella vita quotidiana come le batterie comuni dove più gli ioni e i protoni sono più vicini tra di loro tutto si traduce in una maggiore capacità.

Adesso cerchiamo di addentrarci per un breve periodo nella parte più scientifica riguardante tale disciplina , innanzitutto cerchiamo di dare una definizione di questo argomento , per nanotecnologia si intende l’insieme dei metodi e delle tecniche per il trattamento della materia a livello di atomo e di molecola che rendono possibile la realizzazione di materiali e prodotti in grado di migliorare le caratteristiche rispetto alla produzione “Classica”. Ciò consiste di lavorare e modificare i materiali a livello atomico e molecolare ovvero ad una dimensione di 10-9 , corrispondente ad un miliardesimo di metro . Se prendiamo come punto di partenza il sistema metrico internazionale dove il metro è l unita di misura possiamo fare un esempio che il rapporto tra nanometro e il metro corrisponde ,grossomodo, al rapporto di grandezza tra un arancio e diametro del pianeta terra .



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Come detto precedentemente gli atomi non godono di una buona reputazione poiché fanno venire in mente spaventose esplosioni o radiazioni di ogni genere ma questi aspetti toccano il nucleo dell’atomo mentre le nanotecnologie lavorano sul guscio dell’atomo ; per lavorare a queste grandezze servono mezzi molto sofisticati in grado di agire sul singolo atomo .

Ma perché lavorare a queste grandezze ? Perché lavorare a queste dimensioni quindi a livello di atomo significa poter creare nuovi materiali funzionali , strumenti e sistemi con significative proprietà legate alla loro struttura che portano a migliorare la qualità e le caratteristiche di materiali già noti.

I materiali nanostrutturati possono essere creati partendo da due approcci fondamentali : bottom up (dal basso verso l’alto) e top down (dall’alto verso il basso); per quanto riguarda la tecnica della bottom up consiste nella capacità di assemblare il materiale nanostrutturato partendo dalle particelle che lo costituiranno, tale tecnica è molto frequente in ambiti chimici-sanitari. La tecnica top down invece consiste nel costruzione di micro e nanostrutture partendo dal blocco materiale con tecniche di tipo litografico che riducono con metodi fisici che riducono le dimensioni delle strutture iniziali , portandole a livello micro/nanometrico. Questo approccio è quello più comunemente utilizzato negli impieghi per applicazioni elettroniche .



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LE NANOTECNOLOGIE NEL MONDO INFORMATICO

Dopo aver dato una breve sintesi sugli aspetti teorici e aver dato alcune nozioni scientifiche riguardanti questo mondo molto affascinante che riguarda la nanotecnologia ; adesso andrò a parlare delle nuove tecnologie informatiche che sono state create affiancando all’informatica le nano molecole .

Il primo esempio che propongo riguarda infatti le MRAM(Magnoresistive Random Access Memory) è una memoria non volatile che è stata messa a punto circa 6/7 anni fa , a differenza delle RAM le MRAM non memorizzano le informazioni come una quantità di carica elettrica ma come un campo magnetico , questo tipo di memoria è composta da due strati di materiale ferromagnetico in modo da immagazzinare il campo magnetico , e queste due superfici sono divise da un strato di materiale isolante . Ma come funziona tutto ciò ?

Uno dei due strati genera un campo magnetico permanente mentre il secondo varia il campo in funzione di un capo magnetico che agisce su di esso e che quindi ne modifica la polarità ; Ogni elemento di questo tipo forma una cella e la memoria infatti è formata da un insieme di celle .



Per scrivere su una cella basta alimentare la corretta linea di riga e di colonna, la corrente che scorre nelle linee genera per induzione elettromagnetica un campo magnetico, sopra la cella da scrivere si forma un campo magnetico formato dall'unione dei due campi magnetici generati dalla linea di riga e di colonna. Questo campo magnetico è sufficiente per modificare il campo magnetico immagazzinato dallo strato superiore della cella. Pero utilizzando tale tecnica portano a galla degli inconvenienti , il primo è che questa tecnologia prevede l utilizzo di molta energia e che quindi non può essere supportata da apparecchi portatili , inoltre limita la dimensione minima della cella e ciò porterebbe il campo magnetico a modificare le celle circostanti producendo delle false scritture.

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Un'altra applicazione informatica legata al mondo delle nanotecnologie , è stata lanciata da poco tempo nel mercato ed ha tutte le carte in regola per stravolgere il mondo informatico . Sto parlando del computer quantistico o quantico che non è proprio il classico computer che si trova nelle migliori catene di negozi di elettronica e informatica. Ma cos’è questo computer quantistico che dal nome ti fa pensare a qualcosa di fantascientifico? Il computer quantico lo possiamo definire un super-computer in grado di risolvere elaborazioni complesse in tempi molto brevi. Però la cosa che lo differisce dai classici computer è il suo funzionamento . Infatti i questi ultimi lavorano su una sequenza di bit (1,0), accendendo e spegnendo i chip all’interno dei transistor miliardo di volte al secondo ; invece il computer quantico si basa sul qubit , che è un vettore che oltre ad avere i due stati classici (1 e 0) esso può contemporaneamente tutti e due gli stati. Questo concetto abbastanza ambiguo si può spiegare attraverso il classico esempio della moneta , infatti paragoniamo il bit classico ad una moneta che una volta lanciata cadrà a terra e mostrerà una delle due facce ; il qubit è una moneta particolare perché nel momento che viene lanciata essa continua ad rotolare su stessa senza fermarsi e si bloccherà solamente quando una persona non la schiaccia con un dito e mostra così una delle due facce. Grazie a questo insolito comportamento un qubit potrà contenere un numero di informazioni molto elevata rispetto ai computer classici e questo permette inoltre di elaborare molti più problemi contemporaneamente.

I qubit sono delle particelle subatomiche che assumono un comportamento che risponde solo a leggi quantistiche, e proprio per questo i qubit possono assumere contemporaneamente lo stato 1 e lo stato 0. Quindi un qubit può assumere un numero quasi infinito di stati , moltiplicando a livello esponenziale le informazioni che può gestire. Tali particelle possono interagire tra di loro anche a distanza e sono in grado di poter garantire correlazioni impensabili per i computer più avanzati che noi utilizziamo.

Per capire come opera questo super-computer bisogna ricorrere ad un altro esempio chiarificatorio . Quando eseguiamo un’istruzione su un computer classico è come se lanciassimo un sasso verso un’area di questo tipo aspettando che si fermi nel punto più basso possibile: la soluzione appunto. Il problema di questo approccio - spiega però Clive Thompson su Wired - è che gli algoritmi utilizzati dai computer tradizionali spesso non sono in grado di vedere oltre il picco della montagna, bloccandosi in una valle che non è realmente quella più bassa. Il computer quantico nasce proprio per superare questa limitazione. Sfruttando un principio denominato quantum annealing, un chip di qubit è come se scavasse un tunnel fra le montagne anziché scalarle, trovando prima e in modo più sicuro il punto più basso.



Come detto prima tali computer non si trovano nelle grandi catene elettroniche , infatti il costo di questo computer è di circa 10 milioni di dollari, e vi è un solo produttore D-WAVE ed il mercato fino ad ora è quasi inesistente per super-computer ;quindi tali computer se li possono permettere solo determinati colossi informatici e non a caso i primi clienti ad acquistare il computer quantico sono stati Google e la Nasa. Google ha acquistato tale computer quantico per affinare un sistema di riconoscimento che permetta ai famosi Google Glass di comprendere quando chi li indossa strizza l’occhio di proposito per scattare una foto in automatico. Chiaramente ci sono stati i primi scetticismi da alcuni esperti nel campo informatico dove alcuni test dimostrano che la velocità e la potenza di calcolo non sia molto superiore ai classici computer che ci sono in circolazione. Uno su tutti fu il test fatto dal docente dell’ università di Zurigo ,Matthias Troyer , che dimostrò infatti che i risultati di un computer quantico poteva essere paragonabile ai risultati di un comune computer intel. Naturalmente l’inventore di tale computer , Geordie Rose, getta acqua sul fuoco affermando che il test ha dato tali risultati poiché sono stati affrontati problemi di basso livello di complessità è che quindi il computer quantico non poteva emergere sui “comuni” computer.

Alla fine di tale discorso è facile pensare che i computer quantici tra un po’ di anni saranno i veri protagonisti del mercato informatico e cambieranno il modo di costruire i computer.

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ETICA SÌ ETICA NO

Come ben sappiamo Scienza e Etica non vanno sempre strettamente d ‘accordo. Gli accesi dibattiti sull’uso delle tecnologie testimoniano, infatti, la difficile conciliazione della riflessione etica con il ricorso irriflesso e spontaneistico ai prodotti delle ultime frontiere della tecnica. Continuamente i medie riverberano notizie relative alla scoperta di prototipi ipertecnologici frutto di avanguardie scientifiche che subiscono immediatamente il giudizio tranchant di intellettuali, opinionisti o aspiranti tali che li definiscono “anti-etici”. Il vero dilemma è il seguente: è possibile individuare una linea di demarcazione tra scienza ed etica, così da porre un limite alla scienza? Se la risposta è affermativa, il successivo interrogativo riguarda la precisa collocazione di questo limite, ossia dove la scienza è tenuta ad arrestare la propria indagine, poiché rischierebbe di varcare le colonne d’Ercole. A ben vedere, arginare gli ambiti di investigazione scientifica comporterebbe un inevitabile condizionamento aprioristico della nostra conoscenza, una legittimazione all’ignoranza, un regresso verso una civiltà mediocre e ipocrita. Il vero succo del discorso è che se la scienza in questi ultimi decenni si è evoluta in modo esponenziale, non possiamo dire la stessa cosa per l’Etica che richiede tempi di elaborazione molto più graduali.

Limitare la Scienza equivale a limitare l’informazione, a censurare le menti degli scienziati, a realizzare di fatto una forma di dittatura. Chiunque conosca la storia sa che la censura non ha mai risolto i problemi, che al massimo li nascondeva e che, pertanto, non può rappresentare una valida alternativa all’innato desiderio di progresso tipico del genere umano.

Chiaramente la scienza ha il dovere di assumersi le proprie responsabilità. Un caso eclatante è rappresentato dal ricorso alle due bombe atomiche sganciate in Giappone, responsabili di milioni di morti. Qualcuno potrebbe obiettare che in virtù di tali devastanti sperimentazioni si poterono gettare le basi dello sfruttamento dell’energia nucleare, dello studio sistematico e consapevole della struttura chimica dell’atomo. Tuttavia, può ritenersi condivisibile un’idea che poggi su un’autentica strage di innocenti? Piuttosto, questo sembrerebbe uno di quei casi in cui la scienza dovrebbe retrocedere e pronunciare un mea culpa.

La bomba atomica rappresentò un salto tecnologico molto elevato; la bomba atomica fu la rappresentazione dell’altra estremità dell’orrore raggiunta dalla seconda guerra mondiale nell’uccisione collettiva oltre ai campi di concentramento . Si tratta dei due grandi trionfi della morte di massa : ma furono due successi diversi uno organizzativo e uno tecnologico . Il lager nazista è stato il punto culminante dell’organizzazione industriale applicata all’assassinio . Con una tecnologia semplice , ma con una organizzazione sofisticata. La bomba atomica è stata invece la realizzazione organizzativamente semplice ma con una tecnologia avanzatissima delle morti di massa . Gli scienziati furono i grandi protagonisti del nuovo salto nella capacità dell’umanità di distruggere se stessa rappresentato dalla tecnologia nucleare. Alcuni si ritrassero inorriditi , altri condivisero la speranza che la follia della guerra potesse essere controllata. Da allora la tecnologia nucleare si è progredita sempre di più e da minaccia si è trasformata in una forma di energia che può essere una valida alternativa all’energia elettrica . Chiaramente la tecnologia nucleare può riprendere una piega minacciatoria se capita in mano a persone folli che sono pronte a tutto pur di manifestare la propria superiorità .

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Ecco entrare in gioco un’altra componente da non sottovalutare quando si parla di dialettica Etica-Scienza, ovvero la responsabilità dell’uomo. È senz’altro vero, una conoscenza molto elevata può giovare a tutti noi, può garantirci quel benessere bio-psico-sociale a cui tutti aspiriamo, ma in mano ad alcune persone non potrebbe altro che causare danni catastrofici. A questo proposito, vengono in mente le parole drammaticamente profetiche con cui Italo Svevo descrive un’esplosione nucleare ante litteram:

Quando i gas velenosi non basteranno più, un uomo fatto come tutti gli altri, nel segreto di una stanza di questo mondo, inventerà un esplosivo incomparabile, in confronto al quale gli esplosivi attualmente esistenti saranno considerati quali innocui giocattoli. Ed un altro uomo fatto anche lui come tutti gli altri, ma degli altri un po’ più ammalato, ruberà tale esplosivo e s’arrampicherà al centro della terra per porlo nel punto ove il suo effetto potrà essere il massimo. Ci sarà un’esplosione enorme che nessuno udrà e la terra ritornata alla forma di nebulosa errerà nei cieli priva di parassiti e di malattie (Italo Svevo, La coscienza di Zeno, “Psico-analisi”)

Dovrebbe risultare sufficientemente chiaro, a questo punto, che non è tanto la scienza a dover essere oggetto di menomazioni dei campi di indagine, dato che il sapere –per sua intrinseca definizione- non conosce confini. Ciò che andrebbe fortemente “limitato” sarebbe, piuttosto, l’uso che si fa di tale sapere: alludo alla necessità di una maggiore responsabilizzazione degli scienziati, a un connubio virtuoso tra politica e scienza che abbia come fine ultimo un’istruzione secondo parametri di onestà e rigore intellettuale.

Per concludere questo complicato e intrecciato tema dell’etica nella scienza , inserisco due citazione che secondo il mio punto di vista rappresentano in sintesi il mio pensiero su tale argomento.

La prima citazione si tratta della grande astrofisica ,morta un anno fa , Margherita Hack che riguardo al tema della responsabilità dei scienza e della tecnologia afferma : “Ecco questa credo sia la regola e l’etica dello scienziato: la ricerca scientifica deve accrescere nel mondo la proporzione del bene. Le applicazioni della scienza devono portare progresso e non regresso, vantaggio e non svantaggio. Certo è anche vero che la ricerca va per tentativi e di conseguenza non ci si può subito rendere conto dell’eventuale portata negativa; in tal caso bisognerebbe saper rinunciare. “

Un'altra citazione molto significativa la si ha dallo scrittore Primo Levi che nell’opera intitolata Covare il Cobra affronta anche lui questo argomento riguardante la responsabilità della scienza, in questa citazione si concentra in particolar modo sulla responsabilità degli scienziati e sulla necessità di istruire essi , così da evitare future catastrofi .

“Mi piacerebbe (e non mi pare impossibile né assurdo) che in tutte le facoltà scientifiche si insistesse a oltranza su un punto: ciò che farai quando eserciterai la professione può essere utile per il genere umano, o neutro, o nocivo. Non innamorarti di problemi sospetti. Nei limiti che ti saranno concessi, cerca di conoscere il fine a cui il tuo lavoro è diretto. Lo sappiamo, il mondo non è fatto solo di bianco e di nero e la tua decisione può essere probabilistica e difficile: ma accetterai di studiare un nuovo medicamento, rifiuterai di formulare un gas nervino. Che tu sia o non sia un credente, che tu sia o no un “patriota”, se ti è concessa una scelta non lasciarti sedurre dall’interesse materiale e intellettuale, ma scegli entro il campo che può rendere meno doloroso e meno pericoloso l’itinerario dei tuoi compagni e dei tuoi posteri. Non nasconderti dietro l’ipocrisia della scienza neutrale: sei abbastanza dotto da saper valutare se dall’uovo che stai covando sguscerà una colomba o un cobra o una chimera o magari nulla Primo LEVI, Covare il cobra, 11 settembre 1986, in Opere II “.



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L’era delle macchine secondo Giacomo Leopardi («L’ACCADEMIA DEI SILLOGRAFI», dalle Operette morali )

Anche Giacomo Leopardi nella lontana seconda deca del XIX secolo iniziò a pensare alla realizzazione di tecnologie avanzate che potessero sostituire l’uomo sia dal punto di vista materiale, ma anche da quello spirituale. A quell’epoca la realizzazione di un robot rappresentava un’idea molto astratta e, senza dubbio, costituiva una grande sfida per le potenzialità della tecnologia di allora, come ci dimostra il vano tentativo di costruire una macchina in grado di giocare a scacchi risalente al lontano 1771 (Il turco).

All’interno delle Operette Morali troviamo un testo intitolato Proposta di premi fatta dall’Accademia dei Sillografi, risalente al 1824 . Già dal titolo si intravede una certa ironia; infatti i sillografi nell’antica Grecia erano i creatori di versi burleschi e satirici. Questi fantomatici sillografi premierebbero quanti riescano nell’impresa prometeica di realizzare tre distinte tipologie di macchine perfette .

La prima macchina consiste nel creare un robot con il compito di diventare l ‘ amico perfetto:



L’intento della prima sarà di fare le parti e la persona di un amico, il quale non biasimi e non motteggi l’amico assente; non lasci di sostenerlo quando l’oda riprendere o porre in giuoco; non anteponga la fama di acuto e di mordace, e l’ottenere il riso degli uomini, al debito dell’amicizia; non divulghi, o per altro effetto o per aver materia da favellare o da ostentarsi, il segreto commessogli; non si prevalga della familiarità e della confidenza dell’amico a soppiantarlo e soprammontarlo più facilmente; non porti invidia ai vantaggi di quello; abbia cura del suo bene e di ovviare o di riparare a’ suoi danni, e sia pronto alle sue domande e a’ suoi bisogni, altrimenti che in parole.

La seconda macchina, invece, consiste in un “uomo” virtuoso, un robot a vapore teso alla realizzazione di imprese generose, grandiose e magnanime :



La seconda macchina vuol essere un uomo artificiale a vapore, atto e ordinato a fare opere virtuose e magnanime. L’Accademia reputa che i vapori, poiché altro mezzo non pare che vi si trovi, debbano essere di profitto a infervorare un semovente e indirizzarlo agli esercizi della virtù e della gloria. Quegli che intraprenderà di fare questa macchina, vegga i poemi e i romanzi, secondo i quali si dovrà governare circa le qualità e le operazioni che si richieggono a questo automato.

La terza macchina è sicuramente la più difficile da realizzare per la sua alta complessità intrinseca: si tratta di creare un prototipo di donna perfetta che risponda agli ideali descritti dai poeti :



La terza macchina debbe essere disposta a fare gli uffici di una donna conforme a quella immaginata, parte dal conte Baldassar Castiglione, il quale descrisse il suo concetto nel libro del Cortegiano, parte da altri, i quali ne ragionarono in vari scritti che si troveranno senza fatica, e si avranno a consultare e seguire, come eziandio quello del Conte.

Il messaggio leopardiano, carico di cinica ironia, intende sminuire le illusioni che la scienza e la tecnologia offrono all’uomo: esse pretendono di servire su un piatto d’argento la felicità, ma non sono in grado di alleviare il dolore cosmico (weltschmertz), né di offrire un piacere duraturo (sehnsucht).

SITOGRAFIA & BIBLIOGRAFIA



  • Bibliografia

    • Storia Moderna e contemporanea (Paolo Viola)

    • Operette Morali (Giacomo Leopardi)



  • Sitografia

    • Computer Quantico http://www.panorama.it/mytech/google-nasa-computer-quantico/

    • Computer Quantico http://www.panorama.it/mytech/computer-quantico-le-cose-da-sapere/

    • Nanotecnologie http://www.panorama.it/scienza/nanotecnologie-il-futuro-e-adesso/

    • Le nanotecnologie nel mondo informatico http://www.venetonanotech.it/it/formazione-divulgazione/cosa-sono-le-nanotecnologie/elettronica-e-tecnologia-dell-informazione,2,11



  • Documenti digitali

    • Le nanotecnologie http://www.venetonanotech.it/bin/Le_nanotecnologie_Sapere.it.pdf

    • La ricerca sulle nanotecnologie http://www.diarioeuropeo.it/pages/01022007/61_72_veneto_nanotech.pdf

    • nano_brochure_it .pdf

    • nanomolecole.pdf


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classi -> Programmazione disciplinare
classi -> Istituto comprensivo di lastra a signa
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classi -> G. W. F. Hegel I caposaldi del pensiero hegeliano. La dialettica
classi -> La tecnica top-down e la risoluzione dei problemi
classi -> Classificazione varietale
classi -> Istituto d’istruzione secondaria superiore istituto Tecnico Economico “L. Sciascia” – Erice


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