Come potremmo pensare
Questo post è una traduzione di "As we may think" di Vannevar Bush.
Questa non è stata una guerra fra scienziati; a questa guerra hanno preso parte tutti. Gli scienziati, mettendo da parte la vecchia competizione professionale per una causa maggiore, hanno condiviso e imparato molto. Lavorare in efficaci associazioni è stato stimolante. Ora, per molti, questo sembra volgere al termine. Cosa dovranno fare gli scienziati in futuro?
Per i biologi, e in particolare per i medici, c'è poco da discutere, dato che lo sforzo bellico ha raramente richiesto che si occupassero d'altro. In effetti molti sono stati in grado di continuare le proprie ricerche nei loro familiari laboratori del tempo di pace. I loro obiettivi rimangono pressappoco gli stessi.
A essere più violentemente deviati dal proprio cammino sono stati i fisici, i quali hanno abbandonato i propri scopi accademici per costruire strani dispositivi distruttivi e hanno dovuto ideare nuovi metodi per compiti non previsti. Hanno svolto la propria parte su quei congegni che hanno permesso di respingere il nemico. Hanno collaborato con i fisici dei paesi alleati. Hanno sentito dentro di loro l'agitazione del successo. Sono stati parte di un grande squadra. E ora che si parla di pace, ci chiediamo se saranno in grado di trovare obiettivi degni delle proprie capacità.
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Quali benefici duraturi sono derivati dal ricorso dell'uomo alla scienza e agli strumenti creati in seguito alla propria ricerca? Per prima cosa è aumentato il controllo del proprio ambiente materiale. Ha migliorato il proprio cibo, vestiario, rifugio dagli agenti atmosferici; lo ha reso più sicuro e parzialmente libero dalla schiavitù della sussistenza. Gli ha dato maggiore conoscenza dei propri processi biologici in modo tale da godere di sempre maggiore libertà dalla malattia e più lunga durata di vita. Stanno gettando luce sull'interazione fra le funzioni psicologiche e fisiologiche, base di una promessa di migliore benessere della mente.
La scienza ci ha dato la più veloce forma di comunicazione fra individui; ha consentito di trasformare le idee in documenti, permettendo agli uomini di manipolare ed estrapolare da questi affinché la conoscenza sopravviva e si evolva non più nell'arco delle vite degli individui ma in quello della specie.
Esiste una montagna di ricerca sempre in crescita. Ma esistono sempre più prove che ci stiamo impantanando con lo specializzarsi della conoscenza. Il ricercatore esita di fronte ai risultati di migliaia di altri prima di lui — risultati che non ha il tempo di capire e tanto meno ricordare via via che appaiono. Eppure la specializzazione diventa sempre più necessaria per il progresso, mentre l'impegno interdisciplinare scema man mano.
I nostri metodi di trasmettere e valutare i risultati della ricerca sono vecchi di generazioni, e ormai del tutto inadatti allo scopo. Se potessimo misurare il tempo totale speso per scrivere nuova ricerca e consultare precedenti lavori, il rapporto fra questi risulterebbe allarmante. Chi coscienziosamente prova a tenersi al passo delle ultime idee leggendo attentamente e continuamente, persino in campi non molto estesi, avrebbe probabilmente paura di un esame studiato per determinare quanto del materiale letto nel precedente mese sia stato memorizzato. Le leggi di Mendel della genetica andarono perse per una generazione perché quegli articoli non raggiunsero i pochi capaci di capirli e ampliarli; questa catastrofe si ripete senza dubbio ancora oggi, quando risultati davvero significativi vanno persi nella marea di risultati irrilevanti.
Il problema non è tanto che pubblichiamo indebitamente, data la vastità e varietà degli interessi odierni, quanto il fatto che il ricorso alla pubblicazione ha raggiunto dimensioni tali da non poter usare efficacemente il mezzo. La somma delle esperienze umane cresce a una velocità prodigiosa, ma gli strumenti che usiamo per farci strada nel risultante labirinto alla ricerca dell'obiettivo del momento sono gli stessi usati nei giorni della navigazione a vele quadre.
Ma, con l'affermarsi di nuovi mezzi, ci sono segni di un cambiamento imminente. Fotocellule capaci di vedere oggetti fisici, tecniche avanzate di fotografia che consentono di registrare la luce visibile e non, valvole termoioniche capaci di controllare forze immani con meno potenza di quella che serve ad una zanzara per muovere le proprie ali, tubi a raggi catodici in grado di rendere visibili eventi talmente rapidi che un microsecondo a confronto è un tempo lungo, combinazioni di relè che eseguono complicate sequenze di movimenti con maggiore accuratezza di qualunque uomo e migliaia di volte più velocemente — esiste una moltitudine di aiuti meccanici con cui causare una trasformazione
Due secoli fa Leibniz inventò una macchina calcolatrice che incarnava la maggior parte delle caratteristiche salienti di un moderno calcolatore a tastiera, ma non entrò nell'uso comune. Gli aspetti economici erano contrari: lo sforzo necessario a costruirla, prima dell'avvento della produzione di massa, era maggiore del guadagno di tempo conseguente al proprio uso, dato che tutto quello che poteva fare era possibile con abbastanza carta e penna. Per di più sarebbe stata oggetto di frequenti guasti, tanto da non potervi fare affidamento; poiché a quel tempo e per molto tempo ancora complessità e inaffidabilità erano sinonimi.
Babbage, seppur con finanziamenti assai generosi per il proprio tempo, non fu in grado di produrre la propria macchina aritmetica. La sua idea era abbastanza solida, ma i costi di costruzione e manutenzione erano troppo alti. Se a un Faraone fossero stati dati gli schemi completi in ogni dettaglio di un'automobile, anche supposto che fosse in grado di capirli fino in ogni dettaglio, costruire una singola macchina avrebbe prosciugato le risorse dell'intero regno, e quella macchina si sarebbe rotta nel primo viaggio verso Gaza.
Oggi costruiamo con poco sforzo macchine composte di parti facilmente sostituibili. Nonostante la loro complessità, sono inoltre affidabili. Chiamo come testimoni l'umile macchina da scrivere, la cinepresa e l'automobile. I contatti elettrici hanno smesso di malfunzionare una volta capito fino in fondo il loro funzionamento. Considerate ad esempio il commutatore telefonico, il quale contiene centinaia di migliaia di contatti, eppure è affidabile. Una rete di ragno di metallo, sigillata in una sottile campana di vetro, un filo riscaldato fino a emettere luce; in breve, la valvola termoionica delle radio, è prodotta sulla scala delle centinaia di milioni, impacchettata in involucri e attaccata alla corrente — e funziona! Le sue parti più fini, il preciso posizionamento e allineamento delle sue parti, avrebbero impegnato un mastro artigiano di una corporazione per mesi; ora viene prodotta al costo di una trentina di centesimi. Il mondo è giunto nell'era degli strumenti complessi, economici e di alta affidabilità; qualcosa ne dovrà venir fuori.
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Perché un documento sia utile alla scienza è necessario che sia continuamente aggiornato, che sia conservato e soprattutto che venga consultato. Oggi tipicamente lo creiamo tramite scrittura e fotografia, seguite dalla stampa; inoltre mettiamo documenti su pellicola, dischi di cera e nastri magnetizzati. Anche supponendo che non appaiano metodi radicalmente nuovi per la creazione di documenti, quelli attualmente esistenti sono in corso di modifica e miglioramento.
Sicuramente non si fermerà il progresso nel campo della fotografia. Pellicole e obiettivi più veloci, macchine sempre più automatiche, composti chimici ancora più sensibili permetteranno in breve di perfezionare l'idea della minicamera. Saltiamo quindi alle logiche, se non inevitabili, conclusioni. L'appassionato di fotografia del futuro porta sulla propria fronte una protuberanza non più grossa di una noce. Scatta foto quadrate di lato tre millimetri che verranno successivamente proiettate e ingrandite, il che è soltanto un fattore 10 oltre le presenti capacità. La lente è in grado di mettere a fuoco a qualunque distanza, fino alle distanze possibili ad occhio nudo, grazie alla cortissima lunghezza focale. Sulla macchina c'è una fotocellula per regolare automaticamente l'esposizione in un ampio raggio di condizioni di illuminazione, come già disponibile oggi su qualche modello. La noce contiene abbastanza pellicola per un centinaio di foto, e la molla che apre l'otturatore e fa avanzare la pellicola è caricata una volta per tutte quando viene cambiato il rullino. Le foto sono a colori. Potrebbe anche essere stereoscopica, poiché sono imminenti grandi miglioramenti in questa tecnica.
Il cavo che fa scattare l'otturatore potrebbe scorrere lungo la manica, per essere facilmente accessibile alle dita. Una rapida pressione, e viene scattata la fotografia. Su un paio di normali occhiali troviamo un quadrato di linee sottili tracciate nella parte superiore di una lente, fuori dal normale campo visivo. Quando un oggetto appare nel quadrato, è pronto per essere fotografato. Mentre lo scienziato del futuro si muove nel proprio laboratorio o sul campo, ogni volta che vede qualcosa che valga la pena di essere documentato, fa scattare l'otturatore e ha fatto, senza neanche un click. Tutto ciò è pura fantasia? L'unica cosa fantastica è l'idea di scattare tante fotografie quante questa tecnologia permette.
Esisterà la fotografia a secco? Esiste già oggi in due modi. Quando Brady scattò le proprie foto della Guerra Civile, la lastra doveva essere bagnata al momento dello scatto. Ora lo deve essere soltanto durante lo sviluppo. Forse in futuro non lo dovrà mai essere. TODO
Un altro processo oggi in uso è analogamente lento, e più o meno altrettanto maldestro. Per cinquanta anni abbiamo usato carta trattata in modo da diventare scura in ogni punto in cui è stata applicata una corrente elettrica, grazie a una reazione chimica dovuta a un composto a base di iodio contenuto nella carta. Questo può essere usato per creare documenti, in quanto un puntatore che si muova sulla carta produce una scia. Al variare del potenziale elettrico varia inoltre lo spessore della linea tracciata.
Questo principio è oggi usato nella trasmissione di facsmile. Un puntatore traccia una serie di linee ravvicinate una dopo l'altra. Mentre si muove, il suo potenziale viene variato dalla corrente prodotta da una fotocellula che, in un luogo lontano, sta scandendo l'immagine in modo simile. In ogni istante lo spessore della linea disegnata è pari a quella che viene osservata dalla fotocellula. In questo modo, una volta ricoperta tutta l'immagine, questa è stata replicata presso il destinatario.
Allo stesso modo una fotocellula potrebbe scandire un ambiente così come è in grado di farlo per una sua fotografia. Avremmo quindi una macchina fotografica con la capacità opzionale di produrre la propria immagine a distanza. Sarebbe lenta, e l'immagine risultante povera di dettagli. D'altro canto costituisce un diverso modo per ottenere la fotografia a secco, in cui l'immagine è pronta appena scattata.
Sarebbe coraggioso sostenere che questo processo rimarrà per sempre maldestro, lento e poco dettagliato. Oggi la televisione è in grado di trasmettere 16 immagini ragionevolmente buone per secondo, e comporta solo un paio di differenze fondamentali con la tecnica appena descritta. Per prima cosa come puntatore viene usato un raggio di elettroni, in quanto questo si può muovere assai velocemente. L'altra differenza consiste nell'uso di uno schermo che si illumina per un istante quando viene colpito da un elettrone, invece di carta trattata chimicamente, permanentemente modificata. Questa velocità è necessaria per la televisione, in quanto riguarda le immagini in movimento e non le pose fisse.
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Così come la fotografia a secco, la microfotografia deve ancora evolvere molto. Il semplice metodo di ridurre la dimensione del documento e consultarlo proiettato apre possibilità troppo grandi per essere ignorate. La combinazione di proiezione ottica e riduzione fotografica sta già producendo risultati nell'uso della pellicola a fini scientifici, e sono interessanti le potenzialità. Oggi, con la tecnologia del microfilm, possiamo ottenere un fattore 20 di compressione e mantenere la perfetta leggibilità del documento quando viene ingrandito per la consultazione. I limiti sono dati dalla grana della pellicola, la qualità delle lenti e l'efficienza delle luci utilizzate. Tutte queste stanno rapidamente migliorando.
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La compressione è tuttavia importante dal punto di vista del costo. Supponiamo che il materiale per l'edizione su pellicola dell'enciclopedia Britannica venga a costare cinque centesimi, e che possa essere spedito ovunque ad un centesimo. Quanto costerebbe stampare e spedire un milione di copie? Stampare un foglio di giornale in grande formato oggi costa una piccola frazione di un centesimo. L'intero contenuto dell'enciclopedia Britannica verrebbe riversato su un foglio di pellicola di dimensioni 8.5 pollici per 11. Una volta disponibile, grazie ai metodi di riproduzione del futuro, potremmo produrne copie al prezzo dei materiali più un centesimo. Come preparare l'originale? Questo introduce un nuovo aspetto del nostro argomento.
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A una recente Esposizione Universale è stata presentata una macchina chiamata Voder. Una ragazza ne batteva i tasti e la macchina emetteva parole comprensibili. Le corde vocali umane non avevano niente a che vedere con questa macchina; i tasti semplicemente combinavano vibrazioni prodotte elettronicamente e le mandavano a un altoparlante. Nei laboratori Bell c'è il contrario di questa macchina, chiamata Vocoder. L'altoparlante è rimpiazzato da un microfono, che cattura suoni. Parlandoci dentro, si muovono i corrispondenti tasti. Questo potrebbe essere un elemento del sistema ipotizzato.
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È vero che le nostre attuali lingue non sono particolarmente adatte a questa sorta di meccanizzazione. È strano che gli inventori dei linguaggi universali non abbiano colto l'opportunità per produrne uno più adatto alla trasmissione e ricezione. L'ulteriore meccanizzazione potrebbe renderlo necessario, specialmente in ambito scientifico; di conseguenza il gergo scientifico diventerebbe ancora meno comprensibile all'uomo della strada.
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TODO. Per il secondo ci sono, e ci potranno essere, potenti aiuti meccanici.
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L'addizione è solo una delle operazioni. Per effettuare calcoli aritmetici servono anche sottrazione, moltiplicazione e divisione, e per fare addizioni serve un meccanismo di lettura e scrittura da una memoria temporanea, e infine un modo per stampare il risultato finale. Macchine per questo scopo sono oggi di due tipi: macchine a tastierino numerico per contabilità e simili, controllate manualmente per l'inserimento dei dati e automaticamente per quanto riguarda l'algoritmo da svolgere su di essi; e macchine a schede forate, in cui distinte operazioni sono tipicamente delegate a più macchine, e le schede vengono trasferite fisicamente da una macchina all'altra. Entrambi i tipi risultano molto utili; ma, dal punto di vista delle computazioni complesse, entrambe sono in stato embrionale.
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Per di più saranno molto più versatili delle attuali macchine commerciali, così che possano essere più facilmente adattate a una gran varietà di compiti. Saranno controllate da una qualche forma di rullino o circuito di controllo, selezioneranno i propri dati da sole ed eseguiranno complesse operazioni aritmetiche sempre più velocemente, rendendo disponibili i propri risultati per distribuirli o ulteriori manipolazioni. Tali macchine saranno dotate di un vorace appetito. Una sola di esse prenderà istruzioni da un'intera stanza di ragazze armate di un tastierino numerico, e restituirà risultati ogni pochi minuti. Ci saranno sempre molte cose da calcolare fra le dettagliate faccende di milioni di persone che fanno cose complicate.
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I processi ripetitivi della mente non si limitano tuttavia ad aritmetica e statistica. In effetti, ogni volta che vengono registrati e combinati fatti rispettando consolidati processi logici, l'aspetto creativo del pensiero si limita soltanto alla selezione dei dati e del processo da adottare, e la manipolazione conseguente è di natura ripetitiva e quindi adatta a essere svolta dalle macchine. TODO
Non si è verificato invece lo stesso per le macchine di analisi avanzata, per le quali non esisteva e non esiste tuttora un ampio mercato; gli utenti di macchine per la manipolazione avanzata di dati sono una porzione molto ristretta della popolazione. Tuttavia esistono macchine per la soluzione di equazioni differenziali, integrali e funzionali. Esistono inoltre molte macchine speciali, come ad esempio i sintetizzatori armonici per la predizione delle maree. E ne verrano create molte altre ancora, inizialmente in mano a un manipolo di scienziati.
Se il pensiero scientifico si limitasse ai soli processi logici dell'aritmetica, non dovremmo arrivare lontani nella nostra comprensione del mondo fisico. Si potrebbe allo stesso modo tentare di comprendere il gioco del poker puramente in termini di probabilità. L'abaco, con le proprie palline su fili paralleli, portò gli Arabi alla scoperta dello zero molti secoli prima del resto del mondo; e si trattava comunque di uno strumento utile — così utile da esistere tuttora.
Corre molta distanza fra l'abaco e la moderna macchina per contabilità con tastierino numerico. Altrettanta separa questa dalla macchina aritmetica del futuro. Ma persino quest'ultima non basterà allo scienziato. TODO. Un matematico non è un uomo estremamente abile nel manipolare cifre; anzi spesso non ne è proprio in grado. TODO
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Lo scienziato, tuttavia, non è l'unica persona che manipoli dati ed esamini il mondo per mezzo di processi logici, sebbene talvolta preservi questa apparenza chiamando scienziato chiunque faccia uso della logica, un po' come accade ai sindacalisti inglesi che vengono nominati Cavalieri. Ogni volta che si fa uso dei metodi formali della logica — cioé ogni volta che il pensiero scorre per un po' lungo dei binari riconosciuti — è possibile usare una macchina. La logica formale un tempo era un pungolo nelle mani degli insegnanti con cui mettere alla prova gli intelletti degli studenti. Nel prossimo futuro sarà possibile costruire una macchina che manipoli premesse in modo logicamente corretto soltanto tramite l'uso astuto di relé. Metteremo all'interno alcune premesse e gireremo la leva, ed essa produrrà conclusioni su conclusioni, tutte giustificate logicamente, con al più tanti errori quanti quelli che ci possiamo aspettare da una calcolatrice.
La logica può risultare un problema davvero difficile, e sarebbe senza dubbio cosa buona avere macchine che ne garantiscano l'uso corretto. Le macchine di analisi superiore sono tipicamente usate per la soluzione di equazioni. Cominciano a fare capolino idee per manipolatori di equazioni, le quali riordino le relazioni espresse dalle equazioni secondo regole ferree e piuttosto avanzate. Il progresso è ostacolato dal modo grossolano con cui i matematici esprimono queste relazioni. Tendono a usare un insieme di simboli cresciuto oltre ogni proporzione e privo di ogni consistenza; un fatto strano nel campo più logico delle scienze.
Mi sembra che un nuovo modello logico, probabilmente posizionale, debba precedere la riduzione di trasformazioni matematiche a processi di macchina. Poi, oltre la stretta logica del matematico, sta l'applicazione della logica agli affari comuni. TODO
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Consideriamo il prosaico problema del grande magazzino. Ogni volta che viene effettuata una vendita ci sono un po' di cose da fare. L'inventario deve essere aggiornato, all'impiegato deve essere accreditata la commissione, l'ufficio contabilità deve aggiornare i propri registri e, cosa più importante di tutte, al cliente deve essere addebitata la transazione. TODO
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Queste carte dovranno essere miniaturizzate, per occupare poco spazio. Si devono muovere velocemente. Non devono essere spostate di molto, soltanto quel che basta perché la fotocellula e l'archivista possano operare su di esse.
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Consiste di una scrivania e, sebbene possa essere usata a distanza, il suo uso tipico è di fronte a essa. Su di essa troviamo schermi traslucidi inclinati, su cui può essere proiettato del materiale in modo che sia facile da leggere. C'è una tastiera e una serie di bottoni e leve. In tutto il resto ricorda una normale scrivania.
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Un bottone speciale lo porta direttamente alla prima pagina dell'indice. Ogni dato libro della propria libreria può essere richiamato e consultato con molto meno dello sforzo richiesto per reperirlo su uno scaffale. Poiché ha a disposizione più schermi di proiezione, può lasciare un oggetto su uno di essi mentre ne richiama un altro. Può aggiungere note a margine e commenti, grazie a un opportuno tipo di fotografia a secco, e potrebbe addirittura farlo per mezzo di una penna, come oggi utilizzata dai teleautografi che vediamo nelle sale d'attesa delle stazioni, proprio come se avesse la pagina fisica di fronte a lui.
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Supponiamo che il proprietario di un Memex sia interessato all'origine e alle caratteristiche salienti di arco e frecce. In particolare sta studiando come mai, nel periodo delle crociate, l'arco corto turco fosse apparentemente superiore all'arco lungo inglese. Il proprio Memex contiene dozzine di libri e articoli pertinenti. Per prima cosa consulta un'enciclopedia, dove trova un articolo interessante ma privo di dettagli, che lascia proiettato. Poi, in un saggio storico, trova un altro spunto interessante, che collega al precedente. E così continua, costruendo via via un lungo cammino. Talvolta inserisce un proprio commento, sia aggiungendolo al cammino principale, sia come deviazione. Quando risulta chiaro che le proprietà elastiche dei materiali a disposizione abbiano molto a che vedere con le proprietà dell'arco, parte per un nuovo ramo che lo porta a consultare libri di testo sull'elasticità dei materiali e tavole di costanti fisiche. A questo punto aggiunge una pagina di appunti scritti a mano. In questo modo ha costruito un cammino guidato dal proprio interesse nel labirinto di materiali a lui disponibili.
Inoltre i propri cammini non sono destinati a sbiadire. Svariati anni dopo la conversazione con un amico riguarda gli strani modi in cui un popolo oppone resistenza all'innovazione, persino in situazioni di interesse vitale. Egli ha a disposizione un esempio, cioé il fatto che gli europei insistettero nel non adottare l'arco turco seppure battuti in gittata. In effetti ha a disposizione un intero cammino. Un tocco e ha richiamato l'intero elenco dei comandi. Pigia qualche tasto e ha proiettato i primi passi di quel cammino. Una levetta permette di scorrerlo a volontà, fermandosi sui passi salienti e seguendo le deviazioni. È un cammino interessante, pertinente alla discussione. Perciò attiva un lettore, fotografa l'intero cammino e lo spedisce al proprio amico affinché lo aggiunga al proprio Memex, all'interno di un cammino di argomento più generale.
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Appariranno forme totalmente nuove di enciclopedie, TODO
Lo storico, dotato di un vasto corpus di cronologie personali, le confronta con TODO
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Ogni nostro metodo per creare o consultare documenti passa per uno dei nostri sensi — quello del tatto quando premiamo tasti, l'udito per ascoltare, la vista per leggere. Non sarà possibile, un giorno, stabilire un cammino più diretto?
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Gli impulsi che scorrono nei nervi delle braccia di una dattilografa comunicano alle sue dita l'informazione, opportunamente tradotta, che ha raggiunto i suoi occhi o le sue orecchie, di modo che le sue dita premano i tasti giusti. Non potremmo intercettare queste correnti, sia nella forma originale in cui arrivano al cervello, sia nella forma meravigliosamente trasformata con cui arrivano alle dita?
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La scienza applicata ha donato all'uomo una casa ben attrezzata, e gli insegna di vivere in modo sano da quel momento in poi. Ma gli hanno anche permesso di scatenare masse di persone una contro l'altra armate di arnesi crudeli. Potrebbe tuttavia dargli l'opportunità di comprendere TODO
