L’Information Age Gallery al London Science Museum. Cinque invenzioni dell’informatica e della comunicazione che hanno cambiato la Storia del 20esimo secolo.

 

Exhibition Road a Londra non è soltanto un’ampia strada che collega Hyde Park all’elegante quartiere di South Kensington, è un concentrato unico di bellezza, di storia dell’umanità e dell’ingegno umano. Su questa strada troviamo la Royal Albert Hall, l’Imperial College London, la Royal Geographical Society, il Goethe-Institut, oltre naturalmente a tre grandi luoghi di importanza mondiale: il Museo di Storia Naturale, il Museo delle Scienze e il Victoria & Albert Museum.

Riavvolgiamo il nastro e torniamo al 1851, quando Alberto di Sassonia intende celebrare i successi mondiali dell’Impero Britannico organizzando La Grande Esposizione delle Opere dell’Ingegno di tutte le Nazioni, dove vengono esposti circa centomila oggetti provenienti da oltre tredici mila espositori inglesi e dell’impero. Il successivo progetto del principe Alberto è creare un luogo funzionale allo sviluppo della città a fini culturali, che possa ospitare college per lo studio delle scienze e delle arti, sale da concerti e giardini, rendendo l’istruzione accessibile a tutti. Siamo al 1909 quando il Science Museum si rende indipendente dal Victoria & Albert Museum, conquistando la propria identità di luogo che racconta la storia delle principali invenzioni e scoperte scientifiche che hanno segnato la storia dell’umanità. Ed è proprio di questo che vorrei raccontarvi, da appassionata di scienza e di informatica.

Il Science Museum ospita oltre trecentomila articoli organizzati in diversi percorsi tematici, tra cui la Energy Hall, che ospita la macchina a vapore di James Watt e modelli delle prime locomotive, la galleria Exploring Space, che racconta la storia dell’esplorazione dello spazio, il The Clockmakers’ Museum, che presenta l’evoluzione dell’arte orologiaia dal 1600 ad oggi. Al secondo piano troviamo la nuova Mathematics Gallery, aggiunta di recente, di fatto una mostra permanente dedicata alla matematica e al suo ruolo centrale di disciplina applicata ad ogni aspetto della vita.

 

“La matematica è alla base di tutta la scienza, quindi affinché un museo della scienza sia degno di questo nome, la matematica deve essere inclusa da qualche parte. […] L’approccio del Museo della Scienza nella sua nuova galleria è di raccontare storie storiche sull’influenza della matematica nel mondo reale, piuttosto che concentrarsi direttamente sulle idee matematiche coinvolte. Il risultato è una splendida galleria, con oggetti affascinanti ben strutturati.” Alex Bellos, The Guardian

 

Vorrei soffermarmi sull’Information Age Gallery, l’area dedicata all’informazione e alla comunicazione e alle tecnologie degli ultimi duecento anni, tra cui alcune macchine di interesse storico assoluto, protagoniste indiscusse della storia dell’informatica e della comunicazione. Un’area museale che tocca le corde delle mie passioni, sia personali che professionali.

La telescrivente è un dispositivo elettromeccanico utilizzato nella comunicazione tra due utenti tramite la rete telegrafica. In passato era impiegato per lo scambio di messaggi di testo, mentre le versioni più recenti sono interamente elettronici e visualizzano il testo su un monitor. La sua realizzazione fu possibile grazie alla cooperazione di diversi ingegneri, tra cui l’ingegnere meccanico Charles Krum, che agli inizi del 1900, tramite il sostegno dell’uomo d’affari Joy Morton, continuò gli studi iniziati dall’ingegnere elettrico Frank Pearne sullo sviluppo di un sistema di telegrafia tipografica. Nonostante l’abbandono di Pearne, sconfortato da un anno di insuccessi negli esperimenti, Krum riuscì a depositare due brevetti negli USA. Nel 1906 Howard Krum, si laureò in ingegneria elettrica e si unì al padre per collaborare al progetto, sviluppando insieme la prima telescrivente a stampa su nastro: la Morkrum Model 11 tape-printing TeleType (45 parole al minuto). Le M11 furono prodotte dal 1921 al 1925 sotto la Morkrum Company e dal 1925 al 1927 sotto la Morkrum-Kleinschmidt Company, ma furono tutte marchiate “Teletype”.

 

“L’idea alla base dei computer digitali può essere spiegata dicendo che queste macchine sono destinate a eseguire qualsiasi operazione che potrebbe essere eseguita da un computer umano.” Alan Turing

 

La pilot machine, nota con il nome di Pilot Automatic Computing Engine (o Pilot ACE) fu il primo computer elettronico “universale” costruito nel Regno Unito, presso il National Physical Laboratory (NPL). Il matematico Alan Turing ne definì le specifiche nel 1945, creando sette disegni, di cui sei rimasero solo concetti sperimentali. Il sistema era formato da valvole termoioniche, memoria di capacità di 128 parole di 32 bit, espansa a 2522 e 4096 parole negli anni successivi e un clock di un megahertz, una frequenza elevata per un computer di quell’epoca. Il progetto venne portato a termine nel 1950 da James Hardy Wilkinson, anno in cui il Pilot ACE eseguì il primo programma, mettendo in luce le potenzialità del calcolo digitale nella risoluzione dei problemi a tale punto che ne venne realizzata una versione commerciale, sebbene inizialmente fosse stato sviluppato solo come prototipo. Il meccanismo alla base di questo computer era così complicato, che venne creato un simulatore per spiegarne il funzionamento al pubblico, che mostrava come le cifre binarie erano trattate dalla macchina, ma ad una velocità inferiore. Il Pilot ACE si trova allo Science Museum dal 1955 anno della sua dismissione definitiva.

 

Il Science Museum ospita un prototipo iniziale di Enigma, una macchina elettromeccanica in grado di realizzare il più famoso sistema di crittografia utilizzato dall’esercito e dalla marina tedesca, per cifrare le proprie comunicazioni durante il periodo nazista e nella Seconda Guerra Mondiale, rendendo, di conseguenza, illeggibili i loro messaggi. La macchina fu sviluppata dall’ingegnere Arthur Scherbius nel 1918 come attrezzatura per comunicazioni commerciali, ma venne poi recuperata dai nazisti che la modificarono e la potenziarono più volte; in questo modo era possibile impiegare diverse versioni di Enigma per quasi tutte le comunicazioni radio tedesche, spesso anche per quelle telegrafiche. Fonte di ispirazione della costruzione della macchina fu il disco cifrante di Leon Battista Alberti, il primo sistema di cifratura polialfabetica. Enigma ha l’aspetto di una macchina da scrivere dotata di due tastiere: quella inferiore serve per digitare il messaggio, quella superiore per visualizzare le parole cifrate; in quest’ultima, infatti, i tasti sono sostituiti da lettere luminose che si accendono ogni volta che si preme un tasto sulla tastiera inferiore. La sequenza delle lettere illuminate fornisce il messaggio in chiaro o cifrato, a seconda di ciò che si digita. Il suo funzionamento si basa su tre dischi cablati cifranti, detti rotori, posti in cascata; i cablaggi interni collegano ciascuna lettera su un lato con una lettera dell’altro lato. Vi erano a disposizione cinque rotori differenti, me ne venivano montati tre alla volta.

Quando un tasto viene premuto, un impulso elettrico aziona un rotore che trasforma la rispettiva lettera in un’altra diversa, eseguendo, infine, uno scatto in avanti, attraverso un movimento meccanico, per prepararsi a ricevere la lettera successiva. Ogni rotore ha a disposizione 26 scatti, uno per ogni lettera dell’alfabeto tedesco; raggiunto l’ultimo scatto, si passa in sequenza al rotore successivo. Impiegando questo complesso meccanismo, le combinazioni di cifratura possibili sono 10 milioni di miliardi. Per rendere il sistema ancora più complesso, Enigma venne dotata, nella parte anteriore, di un pannello costituito da fori, chiamato Killer Crittografico, in cui sono inserite delle spine elettriche: ogni foro corrisponde ad una lettera, quindi connettendo tra loro due fori tramite la spina, gli impulsi corrispondenti alla relativa lettera si invertono.

Scrivendo un messaggio con Enigma, l’impressione è quella di ottenere una sequenza di parole priva di significato; l’unico modo per decifrare il messaggio è disporre di un’altra macchina “gemella”, ossia un’Enigma ricevente impostata con gli stessi parametri della macchina trasmittente. Per ragioni di sicurezza i parametri dovevano essere cambiati ogni giorno. Enigma era un sistema ritenuto inviolabile. Tuttavia, nel 1939, un gruppo di ingegneri e matematici polacchi condivise con gli alleati i propri metodi per forzare il sistema della macchina, ma fu Alan Turing il vero protagonista della decrittazione. Costruì una macchina, nota con il nome di Bomba, che impiegava anch’essa numerosi rotori che ruotavano velocemente per cercare le possibili combinazioni e fu così che venne decifrato il codice di Enigma e vennero segretamente intercettate le comunicazioni tedesche. Ne conseguirono diversi dilemmi morali per decidere quali attacchi fermare e quali no, al fine di mantenere segreta questa scoperta, la cui vera storia venne alla luce solo negli anni settanta.

 

“Leggere non è affatto un problema. E’ estrarre significato da ciò che è stato letto che è difficile.” Igor Aleksander

 

Wisard è la prima macchina di intelligenza artificiale dedicata al riconoscimento di schemi nei dati (pattern recognition) e può essere considerata come la prima realizzazione al mondo di una rete neurale artificiale. Il suo nome è costituito dalle lettere iniziali dei nomi delle persone che l’hanno creata: Wilkie Stonham Aleksander’s Recognition Device. Venne costruita nel 1981 per tentare di ricreare le reti neurali del cervello, intricato labirinto di connessioni tra neuroni, e simularne il comportamento. La macchina è rimasta in funzione fino al 1995 ed è stata coinvolta in diversi progetti, quali il riconoscimento delle banconote, l’analisi vocale, il monitoraggio della crescita fetale negli ospedali, la sorveglianza nascosta. La conoscenza del mondo risiede nel Web, la visione di una connettività universale. Esso fornisce l’accesso all’informazione e ha trasformato il modo in cui le persone interagiscono tra loro e con il mondo.

 

Nel 1989 l’informatico britannico Tim Berners-Lee, all’epoca ricercatore presso il CERN in Svizzera, presentò un articolo che documentava un nuovo sistema di gestione dell’informazione, intitolato “Information Management: a Proposal”, finalizzato a semplificare la condivisione di dati scientifici tra scienziati. Il suo capo, Mike Sendall, descrisse il progetto come “vago ma eccitante” e accettò di acquistare un nuovo computer, il celebre Next, attraverso il quale Berners Lee inventò il Web nel 1991, pubblicando il primo sito attraverso il primo browser (il “programma per sfogliare le pagine del web”), mostrando al mondo le potenzialità del World Wide Web. Venne, dunque, utilizzato un computer americano, prodotto dall’omonima azienda fondata da Steve Jobs, per creare il primo sito web della storia; l’unica prova evidente della sua importanza è un adesivo mezzo staccato su cui è scritto “Questa macchina è un server. NON SPEGNERE!!”. Esiste una infrastruttura apparentemente nascosta, invisibile agli utenti che permette e supporta il desiderio di creare e condividere conoscenza. Essa si compone di reti e di nodi, attraverso i quali viaggia l’informazione.

 

“La nostra missione: organizzare le informazioni del mondo e renderle universalmente accessibili e utili.” Larry Page

 

Larry Page e Sergey Brin, leggendari fondatori di Google, si incontrarono alla Stanford University, in California, nel 1995. Condividendo le stesse passioni per l’informatica e la comunicazione, iniziarono insieme un progetto universitario di un motore di ricerca, con l’obiettivo di creare un nuovo modo di cercare le informazioni sul Web, attraverso l’analisi matematica delle relazioni tra i siti e ai principi della teoria delle reti. I fondi dell’università si esaurirono in fretta, ma ciò non impedì ai due ragazzi di continuare da soli il proprio lavoro; si munirono di hard disk e materiali a basso costo e crearono un nuovo tipo di ambiente server che impiegava comuni personal computer al posto di costosissimi server. I tentativi di prendere contatto con altri motori di ricerca esistenti a cui vendere la nuova tecnologia fallirono e fu così che proseguirono da soli. Tre anni dopo nacque Google, in un garage di Menlo Park preso in affitto, nel cuore della Silicon Valley. Allo Science Museum è possibile ammirare uno dei primi server rack di Google del 1998. Questo server fu un componente essenziale della prima versione del celebre motore di ricerca. Ora la compagnia è proprietaria di numerosi server molto più sofisticati posizionati all’interno di enormi datacenter in tutto il mondo.

È grazie all’ingegno di questi leggendari pionieri che oggi possiamo dialogare in tempo reale in ogni angolo del mondo, che possiamo scambiarci dati, informazioni, beni. Che possiamo con il nostro lavoro spostare un po’ più in alto, ogni giorno, l’asticella del progresso tecnologico.

 

Marcella Tincani

Account junior Energee3

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