Canale di informazione e concetto di rumore
Quando due persone si parlano, il canale che collega la fonte con il ricevitore
è rappresentato dall'aria che conduce le onde sonore. Il canale che collega il
tasto del telegrafista con l'apparecchio ricevente è il filo di rame percorso da
impulsi elettrici.
Nella trasmissione di informazione lungo un canale può tuttavia interferire il
rumore: quando si apre la radio in una giornata temporalesca si ha occasione di
ascoltare rumori estranei che non provengono dalla stazione emittente, ma da
scariche elettriche tra le nubi e la terra.
In linguaggio tecnico ogni segnale che lungo il canale si sovrappone a quelli
emessi dalla fonte, o ne cancella alcuni (e quindi disturba la ricezione), vien
detto appunto rumore.
Vari dispositivi di comunicazione fabbricati dall'industria umana sono in
qualche maniera protetti contro il rumore da schermi o da filtri. Altrettanto
accade anche per i canali informativi attraverso i quali gli organismi viventi
trasmettono le informazioni
Organismi viventi e trasmissione delle
informazioni
Quando in biologia ci si occupa di problemi di
informatica, si adoperano gli stessi concetti e gli stessi termini che adoperano
gli specialisti delle telecomunicazioni. In effetti, come il flusso energetico
viene studiato ed interpretato servendosi delle medesime leggi e delle medesime
unità di misura della termodinamica che sono stati introdotti da ingegneri e
fisiologi, così il flusso di informazione nei viventi viene interpretato grazie
alle medesime leggi e unità di misura che sono risultati validi e vantaggiosi
nella tecnologia delle telecomunicazioni.
Nei sistemi di comunicazione vengono impiegati segnali di diversissima natura
fisica. Gli uccelli canori usano segnali acustici; le lucciole usano segnali
visivi; le formiche comunicano di solito tra loro per mezzo di segnali
olfattivi, mentre chi dispone di un telefonino cellulare utilizza onde radio.
Non conta soltanto la natura fisica dei segnali, ma anche la varietà di segnali
che vengono usati in ciascun sistema di comunicazione. Questa varietà
costituisce il cosiddetto alfabeto. L'alfabeto latino che usiamo nello scrivere comprende
circa 30 lettere e segni d'interpunzione, mentre l'alfabeto Morse dei
radiotelegrafisti ne comprende 4: punti, linee, intervallo breve e intervallo
lungo. Anche i messaggi genetici hanno un alfabeto di 4 lettere che si usa
indicare con A, C, G, T, che corrispondono rispettivamente alle basi del
DNA: adenina, citosina, guanina e timina.
E' sempre possibile passare da un alfabeto ad un altro usando opportune matrici
di trasformazione che vengono dette codici.
In queste matrici ciascuna lettera di un alfabeto viene fatta corrispondere a
una (o a più ) lettere di un altro alfabeto.
E' poi sempre possibile trasformare la natura fisica dei segnali impiegati nelle
comunicazioni usando opportuni trasduttori
Un insieme di segnali costituisce un messaggio. Quando il messaggio ha ruolo operativo viene detto anche programma. Considerando le cose dal lato del ricevitore, si osserva che questi, o esegue il programma trasmesso dalla fonte, oppure lo immagazzina in memoria.
Esempi del primo caso li osserviamo presso gli automi telecomandati, quali sono quelli con cui giocano i ragazzi, o i robot che vengono inviati su altri satelliti o pianeti per esaminare la costituzione, o anche presso i soldati che eseguono evoluzioni in piazza d'armi.
La tecnologia offre molti substrati per messaggi memorizzati: i nastri e i dischetti magnetici, i nastri delle telescriventi, la colonna sonora delle pellicole cinematografiche. La biologia ne offre altri, indubbiamente più efficienti: il DNA sul quale ad ogni
generazione cellulare viene trascritto di nuovo l'intero patrimonio genetico, l'mRNA sul quale viene trascritto di volta in volta il programma per la sintesi di un polipeptide. Informazione memorizzata è anche quella che risiede nel sistema nervoso e può essere rievocata e utilizzata nello svolgimento di un particolare comportamento.
Per chi comunica è spesso essenziale sapere se il messaggio è arrivato e se è arrivato non distorto dal rumore. Nella vita quotidiana si attende un cenno di assenso, o si chiede esplicitamente "hai capito?", "mi sono spiegato bene?". Chi si occupa di codici segreti inventa una quantità di verifiche e di accorgimenti perché chi riceve possa controllare da sé la correttezza del messaggio ricevuto e procedere all'eventuale correzione.
Esistono comunque due sistemi molto semplici per assicurarsi che il messaggio venga ricevuto nel modo più fedele. Uno è quello di reiterarlo per intero o in parte, un altro è quello di domandare all'interlocutore di ripeterlo. In un caso e nell'altro nella
comunicazione si impiegano molti segnali che non sono indispensabili.
Quando un messaggio viene trasmesso con un numero di segnali maggiore di quello strettamente necessario si parla di
ridondanza. La ridondanza presenta un inconveniente: aumenta il lavoro sia del trasmettitore sia del ricevitore e quindi il costo della comunicazione. E' per questo che la ridondanza viene spesso considerata un difetto e in particolare un difetto delle persone e degli scritti noiosi.
Tuttavia, nel campo della biologia, si riscontrano casi di ridondanza, bisogna pensare che essa svolga un ruolo preciso, primo tra tutti quello di accrescere l'affidabilità delle funzioni organiche. E' questo il presupposto di un lungo funzionamento corretto: la
ridondanza accresce sia la durata della vita individuale, sia la durata di una popolazione nel tempo. Non stupisce quindi che i più palesi esempi di ridondanza riguardino tanto le strutture sensoriali, quanto quelle che veicolano l'informazione genetica: tutti gli animali sono muniti di due occhi, due orecchi, di innumerevoli
recettori tattili, e tutte le loro cellule sono provviste dei quattro cromatidi che contengono quattro
copie dell'intero patrimonio genetico.
