Artificial life: la vita simulata
di Federico Pedrocchi


Per chi non avesse già esperienza di incontri con le ricerche sulla vita artificiale, ecco, a seguire, qualche definizione in merito.
La Vita, quella non artificiale - leoni, elefanti, querce, aquile, e noi esseri umani, ovviamente - è fondata sulla chimica del Carbonio. Essa è alla base dei processi di fotosintesi, senza i quali, di vita sulla Terra, non vi sarebbe traccia.
Della nostra vita, tendono a sottolineare gli "artificiali". Che poi sono artificiali da un punto di vista teorico, perché in realtà sono carbonici come tutti. Problema singolare, questo: esseri appartenenti a una ben determinata forma di vita si interrogano sull'esistenza di altre forme, e cercano anche di crearle. O forse credono di poter creare, ma in realtà troveranno fenomenologie già in atto in qualche parte dell'Universo.
(Un ulteriore problema: l'opposto di artificiale, qual è?)

Anche in altri processi, quelli ossidativi delle cellule, il Carbonio tiene banco. L'Anidride Carbonica, per l'esattezza. Negli strati superficiali della crosta terrestre il Carbonio rappresenta lo 0,119% di tutti gli atomi presenti. Il Silicio raggiunge il 16,08%, invece.
Non si potrebbe avere una vita basata sul Silicio?
La domanda possiede una sua iniziale ragion d'essere perché il Silicio, come il Carbonio, ha la proprietà di combinarsi con se stesso, formando lunghe molecole complesse.
Gli organismi viventi (parliamo sempre di quelli del nostro giro) hanno una caratteristica specifica rispetto agli altri soggetti materici presenti sulla Terra: sono fatti di molecole lunghe e complesse.
Ma a ben altro si mira perorando la causa del Silicio.
E' un semiconduttore, il Silicio. Combinato con tracce di Boro, Gallio, Indio, Fosforo, Antimonio, Arsenico, esso è alla base dello strato di chips e circuiti che l'elettronica ha spalmato sul pianeta negli ultimi cinquant'anni.
Molto prima dell'elettronica è stata avanzata la tesi di possibili macchine intelligenti. Con i computer non poteva che crescere la tendenza a immaginare organismi non carbonici.
Questo è l'habitat teorico in cui sono nate le ricerche sulla Vita Artificiale; ma dobbiamo muovere qualche passo ulteriore, perché sarebbe errato confondere la Vita Artificiale con l'Intelligenza Artificiale e i suoi dintorni. Ogni tanto si incontrano, presentano suggestivi luoghi di tangenza, ma non sono la stessa cosa.
Un paradigma di fondo della Vita Artificiale, per esempio, sta nel considerare il computer come il mondo "dentro" il quale si sviluppano le forme di vita create e studiate. Possiamo immaginare un software che regola il comportamento di tante cellule geometriche che appaiono sullo schermo; e possiamo anche aprire un immediato parallelo con gli organismi monocellulari che segnarono l'avvento della vita sulla Terra due miliardi di anni fa. Anche per organismi così semplici vale il principio per cui l'ecosistema in cui sono immersi è capace di fornire quantità limitate di energia.
Troppi abitanti? Il cibo è limitato e la regola non aggirabile è che la popolazione deve diminuire.
Le rane di uno stagno devono confrontarsi con il numero di insetti. Gli organismi regolati da un software se la devono vedere con i byte concessi da una memoria di computer.

Quel brodo primordiale in cui apparvero le prime forme di Vita Carbonica può trovare un suo analogo in un brodo elettronico in cui oggi studiamo le prime forme di Vita Artificiale.

Una conferenza organizzata dal biologo americano Christopher Langton nel 1986 presso l'Oppenheimer Study Center di Los Alamos (un gesto riparatore, parlare di vita nello stesso luogo dove fu messa a punto la prima bomba nucleare?) è considerata come l'atto di nascita ufficiale delle ricerche in Vita Artificiale. E' noto che tracce importanti di questa direzione di indagine già si segnalano con Von Neumann e Turing negli anni quaranta. Langton, tuttavia, è autore del manifesto di fondazione. Che si basa su una tesi di fondo: se vogliamo descrivere quali siano le specificità degli organismi viventi rispetto all'insieme di tutte le altre forme di materia organizzata, dobbiamo parlare di auto-organizzazione, auto-riproduzione, evoluzione.
Non v'è dubbio che queste siano le caratteristiche fondamentali della Vita.
Ed è altrettanto certo che la scienza è oggi arrivata a "descrivere" come avvengono tali processi. Ma è lontana dal poter affermare cosa essi realmente siano e perché si manifestino.
C'è un ostacolo particolare, un diaframma che, abbattuto, porterebbe ad un salto di comprensione? Sì, afferma Langton: il nostro problema è che conosciamo una sola forma di vita, quella basata sul Carbonio. E' come se l'unica cosa liquida sulla Terra fosse l'acqua. Ogni nostra teoria sulla "liquidità" sarebbe alquanto limitata.

Allora: tutto questo porta a considerare che un concetto fondamentale come quello di "evoluzione" , per esempio, non deve necessariamente essere ancorato alla tesi delle mutazioni genetiche che lentamente affiorano dal succedersi delle generazioni. Potrebbe valere la teoria di Lamarck, secondo la quale l'ambiente in cui un essere vivente consuma la sua esistenza determina dei cambiamenti sull'organismo trasmissibili immediatamente alla generazione successiva.
Nella Vita "così com'è" la tesi lamarckiana pare totalmente contraddetta dai fatti. Nella Vita "come potrebbe essere" la regola può non valere. Così avviene in alcune ricerche di Vita Artificiale. Un organismo regolato da software stabilisce delle buone performance nel mantenersi in equilibrio in una zona del territorio elettronico; dopodiché trasmette subito, ed efficacemente, tutti gli stratagemmi appresi alla prole. Non si tratta di una trasmissione culturale, come il falco che insegna a volare ai suoi piccoli. E' una trasmissione fenotipica: il figlio sa già da subito fare, ed essere, le cose giuste che fa, ed è, la mamma. Se la mamma è un quadrato che per vivere meglio si accorge dei notevoli vantaggi derivanti dal togliere un lato mantenendo sempre chiuso il contorno, si può essere certi che i suoi figli saranno triangoli.

Scoprendo che vi possono essere diverse modalità evolutive, e ottenendo analoghi risultati per altri paradigmi fondamentali, come l'auto-riproduzione, l'auto-organizzazione, sarà forse possibile scendere più in profondità e individuare i principi di base della nostra Vita, quella "così com'è".
Le ricerche in Vita Artificiale, infatti, hanno come obbiettivo principale l'ampliamento degli strumenti teorici a disposizione della Biologia contemporanea.

Infine: uno dei tanti progetti di ricerca in questo campo pensa all'utilizzo di un brodo primordiale elettronico particolarmente ampio e complesso, certamente adatto a simulare condizioni ambientali nelle quali le sollecitazioni casuali sono tante e imprevedibili. Ottima analogia, dunque, con l'ambiente terrestre di quattro miliardi di anni fa.
Questo brodo è Internet, sistema planetario entro il quale immettere piccoli organismi informatici che vagano e si evolvono dentro la rete di milioni di computer. Il progetto si chiama Tierra.

Restiamo allora nella Rete e segnaliamo qualche sito dove trovare programmi di Vita Artificiale. Ed anche programmi che simulano la vita biologica di tutti i giorni (o di tutti i millenni). Alcuni sono abbastanza semplici da maneggiare. Altri meno. In generale ci vuole un po' di pazienza. Sono programmi gratuiti o che costano poche lire.
Ve ne diamo due esempi.


I Programmi

Primordial Life è un piccolo programma che trovate a questo indirizzo
http://www.io.com/~spofford/pl31down.html
Potete liberamente scaricarlo dalla rete. Non è un esempio complesso di vita artificiale. Funziona sotto Windows

Gira sotto il buon vecchio DOS il software che trovate ai seguenti indirizzi:
Calife: http://alife.santafe.edu/alife/software/calife.html
Biotopia: http://alife.santafe.edu/~liekens/biotopia.html

Cybercillin simula il comportamento di una colonia di batteri attaccata da un antibiotico: http://alife.santafe.edu/alife/software/cybercillin.html

Behavioral Evolution Simulations and Tutorials è una raccolta di diverse simulazioni di processi che coinvolgono le popolazioni: http://alife.santafe.edu/alife/software/bhrevol.html

Documenti, informazioni su centri di ricerca, bibliografie

Sul progetto Tierra trovate tutte le informazioni nel web relativo:
http://www.hip.atr.co.jp/~ray/tierra/tierra.html
Qui c'è anche il programma da scaricare, ma richiede una certa dimestichezza informatica.
C'è anche MacTierra, cioè la versione per il mondo Apple. Non poteva essere diversamente; possiamo essere certi che anche nelle future vite artificiali Dos e Mac saranno due pianeti diversi. Comunque, questo è l'indirizzo:
http://www.santafe.edu/~smfr/mactierra.html

Riviste specializzate in Vita Artificiale e argomenti connessi si trovano qui: http://alife.santafe.edu/alife/journal/
Una lunga bibliografia, aggiornata al 1995. E' un file molto lungo nel quale trovate anche una gran quantità di testi di biologia che si occupano di argomenti molto trattati nelle ricerche di Vita artificiale: ftp://alife.santafe.edu/pub/BIBLIO/alife.bib

Una lunga bibliografia di articoli e testi utili per un approccio filosofico al tema della Vita Artificiale:
http://mugwump.ucsd.edu/bkeeley/work-stuff/Alife_Bib.html

Una newsgroup: comp.ai.alife.