L’evoluzione delle comunicazioni

Segni di evoluzione

Nel corso dell’evoluzione, le forme di vita hanno sviluppato diversi sistemi per poter trasmettere o reperire informazioni dall’ambiente circostante. La selezione naturale ha contribuito ad affinare sempre di più queste tecniche e le specie o gli esemplari che le avevano meno sviluppate non sopravvivevano.

Avvistare ad ampia distanza una preda, fare sentire la propria pericolosa presenza con un ruggito o un rumore caratteristico (come ad esempio fa il serpente a sonagli), annusare la presenza d’acqua o di cibo, udire la minaccia di un predatore ed avere i riflessi pronti favorisce la sopravvivenza e gli individui che hanno maggiormente sviluppato queste doti hanno maggiori probabilità di sopravvivere.

La prima forma di comunicazione è rappresentata quindi dall’insieme di modalità con le quali si interagisce con l’ambiente circostante, emanando i propri odori, esponendo i tratti caratteristici del proprio essere, ad esempio gli artigli o le zanne, esprimendo la propria mimica facciale, per riportarne alcune a titolo esemplificativo.

Quando più esemplari iniziano a convivere in uno stesso insieme, come uno stormo o un branco, allora tutti questi mezzi iniziano a formare una sorta di rudimentale linguaggio che favorisce l’integrazione tra gli individui e ne determina il ruolo.

La scrittura

30000 anni fa l’uomo primitivo volle rappresentare le battute di caccia attraverso dei disegni che eseguì graffiando la pietra, dando origine ai graffiti, la prima forma di comunicazione attraverso dei segni.

Millenni dopo, nelle città stato sumere c’era la necessità di tenere traccia delle merci che entravano ed uscivano dai depositi, è in questa civiltà che si inizia a trovare traccia dei primi sistemi di scrittura su tavolette d’argilla: i pittogrammi.

La scrittura nasce quindi dalla pittura e dal disegno e segna il passaggio dalla protostoria, un periodo temporale successivo alla preistoria, alla storia. I graffiti ed i pittogrammi sono catalogati come scrittura pittografica, una forma di comunicazione immediata e comprensibile da tutti poiché basata sull’interpretazione delle immagini riportate. Ovviamente non esistevano regole grammaticali e non era possibile esprimere concetti astratti.

Col tempo i pittogrammi sono stati semplificati, molti disegni sono stati sostituiti con dei segni piú semplici da realizzare e sono stati inventati nuovi segni per esprimere idee, azioni e i concetti più astratti. Nasce quindi la scrittura ideografica, che lega al segno un’idea o un significato, nascono le prime regole grammaticali, che indicano la composizione delle frasi attraverso un soggetto, un’azione ed un oggetto.

La scrittura idrografica è una forma di comunicazione molto meno intuitiva, è necessario conoscere quale idea è legata ad uno specifico segno, per cui la scrittura idrografica inizia ad essere praticata solo da sacerdoti e da chi amministrava la città. Solo gli scribi sono a conoscenza del significato celato dietro questi segni, per impararlo nascono le scuole in cui gli scribi si esercitavano alla scrittura, con una tavoletta d’argilla ed un cuneo detto stilo, da cui il nome della scrittura cuneiforme.

Gli antichi egizi utilizzarono la foglia di papiro ed il calamo, essenzialmente un giunco oppure un bambù con una fessura su una punta stretta, che veniva intinto nell’inchiostro per poter realizzare i loro documenti, all’epoca erano scritti con i famosi segni geroglifici.

Il calamo fu sostituito o affiancato dalla penna d’oca, mentre il papiro e poi le pergamene o le pelli d’animale furono sostituite dalla carta, all’epoca molto scadente e degradabile.

Furono i fenici a dare un valore fonetico poi ai segni, inventando l’alfabeto fonetico, composto da 22 segni ad ognuno dei quali corrispondeva poi un suono di’ una consonante. L’introduzione delle vocali è dovuta ai Greci che adottarono l’alfabeto fenicio aggiunsero i segni delle vocali, e contribuirono alla diffusione dell’alfabeto greco che poi si è evoluto nell’alfabeto latino.

Il calcolo

La necessità di contare e di tenere traccia dei propri beni e dei propri possedimenti porta l’uomo a sviluppare il sistema primordiale del conteggio basato sui ciottoli, ogni sassolino rappresentava un elemento da contare, quindi ad esempio a sei sassolini corrispondevano sei capi di bestiame.

La parola calcolare deriva dal greco calculus e significa proprio “sassolino”. In Mesopotamia questi sassolini erano realizzati con l’argilla e col tempo iniziarono ad avere forme diverse a seconda del numero che si voleva rappresentare. Con la scrittura, anche i segni che indicavano i numeri erano diversi a seconda della quantità che si voleva riportare.

Furono i cinesi ad assegnare una quantità diversa allo stesso segno, inventando il sistema numerico posizionale. Dato che utilizzarono 10 segni diversi, si trattava di un sistema numerico decimale Purtroppo utilizzarono questo sistema solo nei calcoli, e non nella scrittura corrente. Inoltre non avevano il segno per indicare lo zero, quindi nella scrittura dovettero inventare nuovi segni per decine centinaia e migliaia.

Furono gli indiani che introdussero lo zero nel sistema di conteggio, dandogli un vero significato matematico a seconda anche della posizione. Gli indiani introdussero anche il concetto di “debito” attraverso i numeri negativi.

Il sistema numerico posizionale ed Il significato matematico attribuito allo zero arrivarono parecchi secoli dopo in occidente, poiché il sistema numerico Romano utilizzava ancora segni diversi per indicare grandezze diverse volte.

Scrittura automatica

Nei primi secoli dopo Cristo in Cina si sviluppò la stampa xilografica, che consentiva di produrre centinaia di copie di un documento. Questa tecnica utilizzava delle matrici di legno sulle quali si intagliavano i testi e i disegni da produrre in serie, queste matrici venivano poi inchiostrate e quindi pressate sui fogli di carta come fossero stampini. In Europa sia la carta sia la tecnica xilografica arrivarono molti secoli dopo.

Dopo l’anno mille in Cina si sviluppò la tecnica di stampa a caratteri mobili, che in maniera simile alla xilografia, permetteva di produrre centinaia di copie di un documento. L’innovazione era dovuta al fatto che la matrice era composta da più righe contenenti i singoli caratteri delle frasi da stampare. Questa tecnica consentiva di riutilizzare i singoli caratteri e migliorò con la realizzazione dei caratteri che prima in porcellana, poi in legno, poi in bronzo e in acciaio.

Nel 1460 fu Gutenberg in Europa ad inventare la stessa stampa a caratteri mobili con caratteristiche in metallo.

Nel tentativo di creare una penna che non macchi, ci sono state diverse innovazioni che hanno sostituito la piuma d’oca con la penna stilografica prima e poi la penna a sfera odierna.

Nel 1800 il tacheografo e il cembalo scrivano (che prendeva spunto dal cembalo musicale, una sorta di antenato del pianoforte) furono i precursori delle macchina da scrivere. Entrambe le invenzioni erano delle evoluzioni della stampa a caratteri mobili e permettevano di stampare su un foglio di carta i singoli caratteri battuti attraverso dei tasti.

Storia dei calcolatori

La storia del calcolo automatico nasce con Pascal che nel 1645 inventa la pascalina, la prima calcolatrice, basata su ingranaggi simili a quelli di un orologio, capace di svolgere somme e sottrazioni.

Nel 1673 Leibniz migliora il progetto di Pascal è crea la sua calcolatrice, capace di effettuare le quattro operazioni con numeri di 16 cifre. Definì il sistema numerico binario, proponendo la conversione dei numeri decimali in numeri binari, ed articolò le operazioni di congiunzione, disgiunzione e negazione. Nel tentativo di unificare le sue idee con Dio realizzò un logo composto dalla sovrapposizione di un 1 ed uno 0, ad indicare che uno ed uno solo creò tutto dal nulla e, nello stesso tentativo, interpretò il diagramma del concetto cinese di “yin e yang” in una corrispondenza a 0 e 1.

Nel 1822 Babbage progetta la sua macchina delle differenze (o macchina differenziale), una macchina composta da 25000 ingranaggi capace di calcolare logaritmi e funzioni trigonometriche. Alcuni limiti tecnologici e la personalità scostante di Babbage non ne permisero la realizzazione, ma nel 1850 due scienziati svedesi rivisitarono e semplificarono questo progetto e realizzarono la macchina differenziale.

Nel 1833 Ada Lovelace conosce Babbage e con lui inizia dapprima a discutere della macchina differenziale e poi a lavorare insieme ad un macchinario capace di compiere qualsiasi calcolo. Babbage prende come modello una fabbrica, ipotizzato che i numeri si potessero trasformare in altri numeri attraverso dei macchinari. Ada generalizzò questo concetto, ipotizzando che questa macchina potesse ricevere delle vere e proprie istruzioni, non solo dati, per questo viene ricordata come la prima programmatrice della storia.

Nel 1837 Babbage e Ada pubblicano le loro idee sulla macchina analitica, un vero è proprio computer, basato su ingranaggi, che poteva elaborare i dati a partire da un programma scritto su una scheda perforata, schede che all’epoca si usavano per i telai meccanici.

Nel 1949 il matematico ungherese von Neumann John progettò e realizzò il computer EDVAC (elettronic discrete variable automatic calculator) composto da migliaia di valvole termoioniche e dalle dimensioni di una stanza. Il modello successivo UNIVAC fu prodotto per 50 unità vendute ciascuna a un milione di dollari. Iniziò quindi l’era dei “mainframe”, elaboratori centrali grandi come un armadio che, per trasferire dati e programmi, utilizzavano un lettore di cassette magnetiche, poi sostituito da telescriventi e ancora da terminali con schermo e tastiera. Questi elaboratori garantivano un tempo medio fra i guasti (in inglese mean time between failures) misurabile in uno o due decenni, consentivano attività di riparazione e manutenzione (di CPU, dischi e RAM) mentre erano in funzione e quindi erano in grado di funzionare ininterrottamente per anni.

Dai mainframe poi si passò ai minicomputer e poi, con l’introduzione dei microprocessori, nacquero i personal computer.

Storia delle telecomunicazioni

Alla fine del 1700 Volta scopre il metano, porta la patata dalla Francia in Lombardia, inventa la Lucerna che apre la strada dell’illuminazione a gas. Ad inizio 800 inventa l’elettroforo, il condensatore e la pila che nel 1801 presenta all’imperatore Napoleone. Nei suoi appunti, Volta si chiede se è possibile attraverso un fil di ferro collegare Milano e Como e comunicare, ma purtroppo le conoscenze dell’epoca erano troppo acerbe per attuare tali progetti.

Nel 1844 Morse, professore di disegno all’Università di New York, progetto e realizzò la sua prima linea telegrafica tra Washington e Baltimora.

Nel 1854 Field progettò un collegamento telegrafico transatlantico tra New York e l’Irlanda. Dopo quattro fallimenti, di cui è storico il terzo che collegò le due nazioni solo per poche settimane e che permise il primo messaggio telegrafico transoceanico tra il presidente degli Stati Uniti e la Regina d’Inghilterra, al quinto tentativo nel 1866 il collegamento fu definitivamente funzionante, realizzato con un cavo lungo 4100km e dal peso di circa 4000 tonnellate.

Nel 1864 Maxwell pubblicò il suo trattato “A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field”, in cui unificava le leggi che regolano i fenomeni elettrici, magnetici, la luce ed il calore radiante, evidenziando come il campo elettrico ed il campo magnetico avessero la stessa natura della luce, come il segnale elettromagnetico si propaghi come un’onda proprio alla velocità della luce e come il calore sia irradiato sotto forma di onda elettromagnetica.

Nel 1871 Meucci registra a Washington il brevetto provvisorio per il telefono, da lui chiamato telegrafo parlante, chiedendo poi alla compagnia “American District Telegraph” di sperimentarlo. Non riesce a rinnovare il brevetto provvisorio a causa di problemi finanziari e di salute. Storicamente a brevettare ed inventare il telefono fu Bell, che guarda caso lavorava nella compagnia americana a cui si era rivolto Meucci e che presentò un apparecchio molto simile. Solo negli anni 2000 fu riconosciuta la paternità dell’invenzione a Meucci.

Nel 1895 Marconi inventa la presa di terra e le antenne radio e nel 1896 in una dimostrazione pubblica a Londra invia a 400 metri di distanza il primo messaggio in codice morse trasmesso via onde radio. Brevetta quindi le sue invenzioni nei maggiori paesi del mondo, fonda la “Marconi’s wireless telegraph company” ed effettua numerose prove di trasmissione radio: nel 1897 attraverso il canale di Bristol a 14 km di distanza, nel 1899 attraverso il canale della Manica a 50 km di distanza, nel 1901 tra l’Inghilterra e gli Stati Uniti a 3000 km di distanza.

Nel 1925 Baird trovò un modo per trasmettere immagini in movimento con una vasta gamma di grigi e nel 1926 effettuò con successo quella che viene ritenuta la prima vera dimostrazione pubblica di trasmissione televisiva senza fili.

Nel 1945 Hedy Lamarr, famosa attrice di Hollywood, invento e brevetto la tecnica di trasmissione radio detta “spettro diffuso per salti di frequenza” (FHSS). Ispirandosi alle tecnologie musicali che permettevano di accordare (sincronizzare) una canzone ai continui cambi di melodia suonati al pianoforte, realizzò una tecnica che permetteva di trasmettere un segnale elettromagnetico facendolo saltare ad intervalli regolari da una frequenza ad un’altra e rendendolo indifferente ai segnali di disturbo esterni. Tentò di convincere il governo Americano ad utilizzare questa tecnica per la guida dei siluri sottomarini contro le navi naziste, ma il governo non credette nella sua invenzione. Decenni dopo, questa tecnica fu utilizzata nelle comunicazioni wireless, bluetooth e nelle reti cellulari.

Storia di internet

Internet nasce agli anni sessanta con Arpanet, che collegava l’Università della California di Los Angeles, l’SRI di Stanford, l’Università della California di Santa Barbara, e l’Università dello Utah. Nel tempo sempre più enti universitari e governativi collegarono le loro reti locali, rendendo internet la rete delle reti.

Nel 1970 nascono il servizio di posta elettronica ed il servizio di trasferimento file, che consentivano di inviare messaggi personali attraverso la rete e di trasferire file.

Nel 1980 nasce il sistema dei nomi di dominio (DNS), un servizio che permette di assegnare un nome ad un computer in rete. Nascono quindi i domini di primo livello “.com”, “.org”, “.it”, quelli di secondo livello “ibm.com”, “google.it”, …

A fine anni 80 nasce il primo virus, che colpisce migliaia di computer in rete.

Storia del World Wide Web

Il World Wide Web (dall’inglese “Rete di Ampiezza Globale”) è il servizio di internet che permette di navigare tra i siti web utilizzando i collegamenti tra un sito e l’altro. Sono questi collegamenti tra i vari siti web a creare una rete di estensione mondiale.

Ad esempio, un utente, seguendo i collegamenti di volta in volta presenti, può iniziare la navigazione sul sito web di un quotidiano italiano, poi vedere un video su una piattaforma web americana ed ancora visualizzare un prodotto in vendita su un e-commerce australiano, e così via.

Il World Wide Web nasce presso il CERN, il più importante laboratorio di fisica europeo, con lo scopo di condividere documenti scientifici in un formato elettronico che sia indipendente dalla piattaforma utilizzata.

L’idea fu proposta nel Marzo 1989 da Tim Berners-Lee, al quale si affiancò Berners-Lee nella progettazione e nello sviluppo. I due crearono il primo browser chiamato “WorldWideWeb” (antenato di Netscape, Chrome e FireFox) ed il primo server “CERN HTTPd”. Nel 1991 pubblicarono il primo sito web al mondo.

La diffusione del web lo rende un unico grande ipertesto (hypertext in inglese), cioè un enorme insieme di documenti messi in relazione tra loro attraverso dei collegamenti ipertestuali (hyperlink in inglese).

Le pagine web originariamente erano scritte nel solo linguaggio HTML (versione 1), ma con l’attuale evoluzione i linguaggi sono diventati tre, ognuno con un compito specifico:

• Il linguaggio HTML (HyperText Markup Language), attualmente in versione 5, definisce la struttura delle pagine web, come titoli, liste e tabelle, ma non indica la formattazione, cioè non indica gli stili del testo, i colori e gli effetti grafici.
• Il linguaggio CSS (Cascading Style Sheets) definisce la formattazione dei documenti HTML, ovvero stili, colori, animazioni di ogni elemento del documento HTML.
• Il linguaggio JavaScript è usato per poter elaborare le informazioni sul client e per poter interagire con l’utente (ad esempio nei videogiochi online). E’ un linguaggio di programmazione, a differenza di linguaggi HTML e CSS.

Informazione genetica

Nel 1860 viene scoperto l’acido desossiribonucleico e abbreviato col termine DNA, una molecola che contiene i segreti della vita e della sua riproduzione, fotografata per la prima volta nel 1950 da Rosalind Franklin.

Sono la microbiologa francese Emmanuelle Charpentier e alla biochimica statunitense Jennifer Doudna, premi Nobel 2020 per la chimica, a scoprire il metodo CRISPR/Cas9 per l’editing genetico, ovvero per individuare all’interno delle cellule una parte del DNA e sostituirla con una nuova sequenza.

Sviluppi futuri

L’uomo oggi si trova a riavvolgere il cerchio e sperimentare in prima persona la creazione di macchinari sempre più simili a una forma di vita vera e propria.

Nella robotica il reperimento delle informazioni dell’ambiente circostante e la reazione alla corretta elaborazione permettono la guida autonoma di auto e droni, le case domotiche, le aziende di produzione senza operai.

L’intelligenza artificiale permette di realizzare sistemi di analisi e di produzione non supervisionata.

L’editing genetico permette di progettare organismi geneticamente modificati con le caratteristiche desiderate.

È difficile prevedere quale sarà il futuro, la padronanza di queste tecnologie che alla base hanno l’elaborazione e la comunicazione delle informazioni Come nei film di fantascienza forse della vita a dei biorobot, i famosi cyborg programmati in laboratorio non più realizzati in metallo bensí in carne ed ossa.