Storia della logica e
dell’informatica
L'idea di macchina tra intelligenza
e comunicazione
Dati sul corso
• Docente: teresa numerico
[email protected]
• N. crediti: 6 magistrale
• Orari lezioni:
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lun. h. 14.00-16.00 (aula 16)
(giov. 14.00-16.00 (aula 16) lezione
cancellata e sostituita da una terza ora del
lunedì
• Valutazione sperimentale per
frequentanti
Di cosa si parlerà nel corso?
• La costruzione dell'idea di macchina intelligente a partire
da coloro che di questo progetto furono i primi testimoni
e i maggiori pionieri:


Alan Turing (1912-1954)
John Von Neumann (1908- 1957)

Norbert Wiener (1894-1964)

Claude Shannon (1916-2001)
• L'obiettivo, oltre alla lettura dei testi originali, è
osservare il funzionamento dei meccanismi culturali in
azione nella costruzione del progetto scientifico
Quante storie dell’informatica?
• Per raccontare la storia dell’informatica si
può



ricostruire una storia delle macchine
descrivere una storia del software, definire lo
sviluppo dei linguaggi inventati per la
programmazione delle macchine
studiare l’uso delle metafore cognitive che
sono state applicate all’immaginario
meccanico e che hanno contribuito al
successo dell’approccio digitale
Le metafore del digitale
• La definizione di una lista di istruzioni capace di risolvere ogni
•
•
•
•
problema
L’identificazione di una procedura che fornisca una soluzione
in modo standard, inserendo gli stessi dati produce sempre le
stesse risposte
La produzione di un metodo elementare, semplice e insieme
universale per affrontare e risolvere qualsiasi situazione
problematica che si possa rappresentare attraverso un
linguaggio univoco e formale
La possibilità di calcolare una conclusione definitiva per
qualsiasi questione aperta che ricorda il modello della
Characteristica Universalis di Leibniz
L’idea che una macchina possa essere uno strumento per la
manipolazione di simboli in grado di esibire comportamenti
intelligenti
Storia dell’informatica e sapere umanistico
• Lo statuto epistemologico dell’informatica è piuttosto
complesso e ‘morbido’
• È importante sottolineare il contributo storico ed
epistemico fornito dalle discipline umanistiche
• I temi di natura umanistica hanno fatto parte integrante
dello sviluppo della disciplina, anche quando i promotori
erano personalità del mondo scientifico
• Il confronto tra discipline umanistiche e discipline
tecniche ha svolto un ruolo importante nella costituzione
dell’agenda e della organizzazione dell’informatica
Le idee della macchina
intelligente
Turing, von Neumann, Wiener,
Shannon
La Macchina di Turing
• Un dispositivo inventato da Alan
Turing per risolvere
negativamente il problema della
decisione in un sistema formale
• Una macchina astratta,
elementare e generale al tempo
stesso, capace di svolgere
qualsiasi compito, purché si possa
descrivere formalmente attraverso
una serie di istruzioni
• Consiste di un nastro, una testina
di lettura, scrittura, cancellazione
e spostamento più la tavola di
istruzioni8
Una rappresentazione della Macchina di
Turing
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|
Dispositivo di
lettura/scrittura/cancellazione
spostamento sul nastro
secondo la tavola delle
istruzioni
A cosa serviva la Macchina?
• Forniva un modello formale dell’attività di un essere
umano che esegue un calcolo di tipo algoritmico:


un dispositivo astratto in grado di emulare la
funzione del calcolare, purché sia definibile
attraverso una successione di operazioni
elementari.
L’attività di calcolo è una generica attività di
manipolazione di simboli e non semplicemente di
effettuare operazioni aritmetiche
Perché la Macchina di Turing è
importante?
• Perché negli anni ’40 la macchina costituirà un modello
teorico per la costruzione dei calcolatori di nuova
generazione a programma memorizzato e general-
purpose
• Perché fornisce un modello generale e intuitivo della
nozione di calcolabilità, che non è ancora stato
confutato
• Perché manda definitivamente in crisi il modello di
conoscenza basato esclusivamente sulla logica
matematica, pur essendone la sua espressione finale
La calcolabilità e la logica fondazionale:
l’agente onnisciente isolato
• L’uso della logica fondazionale come sfondo cognitivo
del modello del calcolatore presuppone alcune
caratteristiche che verranno ereditate dalla macchina
calcolatrice:



Le operazioni della computazione si svolgono senza bisogno
dell’apporto dell’ambiente o di altri soggetti esterni al calcolo
Non ci sono sorprese nell’esecuzione delle operazioni: data una
tavola di istruzioni e una serie di stati della macchina il risultato
è costante e immutabile
Tutta la conoscenza necessaria al risultato è presente
nell’agente che esegue le operazioni in modo non ambiguo ed
è priva di incoerenze
L’accelerazione della II Guerra
Mondiale
• La necessità di calcoli molto complessi
era particolarmente sentita in vari
campi:



La ricerca atomica: calcoli per misurare le
caratteristiche esatte dell’esplosione e della
posizione del materiale intorno alla fissione
La ricerca balistica: equazioni differenziali
non lineari per la misurazione delle tavole di
lancio delle armi a lunga gittata.
La crittografia
Interdisciplinarità e rivoluzione
digitale
• L’informatica nasce da un momento di
intenso dialogo interdisciplinare:
•
•
•
I ragazzi di Bletchley Park: Turing, Michie, e
il “manipolatore di simboli”
Il paradigma dell’intelligenza delle macchine
Wiener e la cibern-etica, le Macy’s
conferences
Condividemmo la convinzione che le aree più
fruttuose per la crescita delle scienze fossero quelle
che erano state ignorate come terre di nessuno tra i
vari campi stabilizzati (Wiener 1948:3)
Von Neumann e l’influenza di Turing
• Von Neumann aveva incontrato
sicuramente Turing a Princeton, restando
colpito dal suo valore
• Era al corrente del modello logico di calcolo
proposto con la Macchina di Turing
• Applica l’idea alla costruzione di un
calcolatore reale:



Nella memoria (simile al nastro bidimensionale)
risiedevano dati e programmi
C’era un unico controllo logico che, sulla base
della tavola di istruzioni (programma), gestiva
in modo centralizzato tutte le operazioni in
successione
Esistevano organi di input e di output (che nella
MTU erano porzioni del nastro)
Il progetto di una macchina intelligente
secondo Turing
• Deve poter commettere errori: non è completamente
•
•
•
•
affidabile e non può essere controllata solo dalla logica
Può offrire diversi output rispetto agli stessi problemi
perché apprende dall’esperienza passata
Il mondo esterno esercita un ruolo rilevante nel processo
di training
L’acquisizione di conoscenza è causata dall’effetto
congiunto di inferenza esterna (che include anche
l’interazione sociale) automodificazione, casualità e altre
strategie di apprendimento, e non è un’attività solitaria
come accade nella logica
Oltre alla disciplina è necessario anche insegnare alla
macchina la capacità di iniziativa
Von Neumann e l’autoriproduzione degli
automi
• Anche Von Neumann immagina un dispositivo diverso
dal calcolatore nella prospettiva di costruire un automa
in grado di autoriprodursi
• Per farlo avrebbe dovuto:






Modificare la struttura della logica formale
Prendere in considerazione la durata delle dimostrazioni
Essere capace di gestire la presenza di errori nelle computazioni
Sviluppare l’abilità di interagire con concetti complessi, irriducibili
al vero falso della logica tradizionale
Realizzare la logica dell’analogia
Lavorare con livelli di complessità crescenti capaci di introdurre
fenomeni virtuosi in grado di autoriprodursi
.... Ma nessuno dei due fu
ascoltato, quando
proponeva sviluppi troppo
complessi della scienza
delle macchine.
Vinse il paradigma del
digitale e della capacità di
queste macchine di
riprodurre ogni fenomeno
descrivibile, compresi quelli
considerati intelligenti
quando svolti dagli esseri
umani
La cibern-etica secondo
Norbert Wiener
Controllo e
comunicazione
nelle macchine e
negli animali
Cibernetica e transdisciplinarità
• Cybernetics studies the theory of the
message among men, machines and in
society as a sequence of events in time,
which, though in itself has a certain contingency,
strives to hold back nature’s tendency toward
disorder by adjusting its parts to various
purposive ends
Wiener 1950: 27
• La Cibernetica studia la teoria dei messaggi tra uomini,
macchine e nella società come una sequenza di eventi
nel tempo, che sebbene in se stessa ha una certa
contingenza, si sforza di contrastare la tendenza naturale
verso il disordine, attraverso degli aggiustamenti delle
proprie parti a vari scopi finalizzati
Comunicazione e controllo
• Quando comunico con un’altra persona, impartisco ad
essa un messaggio, e quando egli comunica con me mi
restituisce un messaggio relativo che contiene
informazioni primariamente accessibili solo a lui e non a
me.
• Quando controllo le azioni di un’altra persona, gli
comunico un messaggio, e sebbene questo messaggio
sia nella forma imperativa, la tecnica di comunicazione
non differisce da quella di un messaggio di fatto.
• Se il mio controllo deve essere efficiente io devo
prendere conoscenza di qualsiasi messaggio da parte
dell’altro che possa indicare che l’ordine è stato
compreso ed è stato obbedito.
Wiener 1950: 16
Feedback
• The property of being able to adjust
future conduct by past
performance
• It may be as simple as common reflex,
or it may be a higher order feedback, in
which past experience is used […] also
to regulate whole policies of
behavior
Wiener 1950: p.33
Wiener e la comunicazione tra
uomini e macchine
• […] the future development of these messages and
communication facilities, messages between man and
machines, between machines and man, and
between machines and machines are destined to
play an ever-increasing part
Wiener 1950:16
• What we now need is an independent study of systems
involving both human and mechanical elements. This
system should not be prejudiced either by a mechanical or
antimechanical bias. I think that such a study is
already under way and that it will promise a much
better comprehension of automatization
Wiener 1964:73
Macchine e società
La questione morale, sociale e
politica
Macchine e società
Questo nuovo sviluppo ha illimitate possibilità per
il bene e per il male. […] Fornisce alla razza
umana una nuova e più efficace collezione di
schiavi meccanici per svolgere il suo lavoro. Tale
lavoro meccanico ha la maggior parte delle
proprietà economiche del lavoro degli schiavi […]
sebbene non implichi gli effetti demoralizzanti della
crudeltà umana. Tuttavia, qualsiasi lavoro che
accetti le condizioni di competizione con il lavoro
degli schiavi accetta le condizioni del lavoro degli
schiavi, ed è essenzialmente lavoro di schiavi.
Wiener, N. Cybernetics, 1948: 27
Macchine e società/2
• Come il bravo falegname, il bravo meccanico,
il bravo sarto sono sopravvissuti alla prima
rivoluzione industriale, così il bravo scienziato
e il bravo amministratore possono
sopravvivere alla seconda
• Tuttavia prendendo la seconda rivoluzione
per compiuta, l’essere umano medio di
mediocre preparazione o meno non ha nulla
da vendere che valga la pena di esser
comprato
Wiener, N. 1948: 27
Essere informati è importante per
la vita privata e pubblica
• To live effectively is to live with adequate
information. Thus communication and control
belong to the essence of man’s inner life, even
as they belong to his life in society

Wiener 1950:18
Vivere in modo efficace significa vivere con una
informazione adeguata. Perciò la comunicazione e il
controllo appartengono all’essenza della vita privata
dell’uomo, così come appartengono alla sua vita
nella società
…tuttavia l’informazione è
dinamica e non statica
• It is false to think that information can
be stored without an overwhelming
depreciation of its value in a changing
world because:
Wiener 1950: 121
L’informazione è qualcosa che riguarda più il processo che la
memorizzazione
The need for information
• The needs and the complexity of modern life make
greater demands on this process of information than
ever before, and our press, our museums, our scientific
laboratories, our universities, our libraries and textbooks,
are obliged to meet the needs of this process or fail their
purpose (Wiener 1950: 18)
Chi sono gli agenti che stanno garantendo attualmente
l’accesso all’informazione alla nostra società?
Siamo sicuri che i motori di ricerca siano gli strumenti
adeguati a rispettare e sostenere questo bisogno
fondamentale?
…perciò l’informazione non dovrebbe
essere comprata o venduta
• The fate of information […] is to
become something which can be
bought or sold. […]
• It is my business to show that it leads
to the misunderstanding and the
mistreatments of information and
its associate concept […] beginning with
that of patent law
Wiener 1950: 113
LA RISPOSTA CERTAMENTE È AVERE
UNA SOCIETÀ BASATA SU VALORI
UMANI DIVERSI DA COMPRARE E
VENDERE
Wiener 1948: 28
…siamo di fronte all’economia
della condivisione e del dono
• Il ruolo economico della condivisione cambia con
il cambiare della tecnologia, vedi per esempio
SETI@home, Slashdot, Wikipedia, del.icio.us
(Benkler 2006: 120)
• L’analisi della produzione sociale mostra:




Che riguarda la produzione di merci e servizi, e non
solo di norme o regole
Che riguarda ogni tipo di beni non solo i beni pubblici
Alcune produzioni sociali si estendono a garantire gli
standard di decenza umana (come dare le indicazioni
stradali a uno sconosciuto)
Che possono affiancarsi o sostituire i sistemi di
produzione di mercato o pubblica (Benkler: 119)
Dilemma morale dello scienziato
• Those of us who have contributed to the new science
of cybernetics thus stand in a moral position which is,
to say the least, not very confortable.
• We have contributed to the initiation of a new
science which, as I have said, embraces technical
developments with great possibilities for good and
evil.
• We can only hand it over to the world that exists
about us, and this is the world of Belsen and
Hiroshima.
• There are those who hope that the good of a better
understanding of man and society which is offered by
this new field of work may anticipate and outweigh
the incidental contribution we are making to the
concentration of power
Wiener 1948: 28-29
Che fare?
• I felt it my duty to pass on my
information and understanding of the
position to those who have an active
interest in the conditions and the future
of labor, that is to the labor unions.
Wiener 1948/1961: 28
L’impegno di uno scienziato
• I had no reason to believe that the judgment
of the policy makers on the larger issues of
the situation was superior to my own,
whatever their technical information might be
• I thus decided that I would have to turn from a
position of the greatest secrecy to a position of
the greatest publicity, and bring to attention
of all the possibilities and dangers of the
new developments [of Cybernetics]
Wiener 1956: 306-308
La questione “morale”
Per quanto l’uomo moderno, e in specie l’americano,
conosca preziosi accorgimenti tecnici, ha ben poca
coscienza di ciò che vuole. Egli accetterà perciò la
superiore abilità delle decisioni prese dalla macchina,
senza preoccuparsi eccessivamente dei motivi e dei
principi che sono dietro di esse. […] Per colui che non
avrà coscienza di ciò, addossare il problema della propria
responsabilità alla macchina […] vorrà dire affidare la
propria responsabilità al vento e vedersela tornare
indietro fra i turbini della tempesta.
Norbert Wiener Introduzione alla Cibernetica, Bollati
Boringhieri,Torino 2001: 227-228
Wiener: tra tecnologia etica e società
• Con la sua formazione interdisciplinare Wiener intravide
•
•
•
•
•
immediatamente i rischi e le opportunità delle tecnologie della
comunicazione
Offrì la propria capacità di previsione ai fini di elaborare un uso
umano degli esseri umani
Si oppose alla possibilità che la cibernetica diventasse uno
strumento per favorire l’accentramento del potere
Si batté contro ogni uso strumentale del segreto nella scienza e
nel trasferimento tecnologico industriale, anticipando i temi cari
al free software
Contribuì a sviluppare la concezione dell’informazione come un
flusso ininterrotto
Intravide il carattere potenzialmente di controllo sotteso dalle
tecnologie della comunicazione
Le macy’s conferences
• Dal 1946 al 1953 si tennero 10 incontri
finanziati dalla Macy’s foundation a New
York
• Il titolo della prima conferenza (marzo
1946) feedback mechanisms and circular
causal systems in biological and social
systems
• Nella seconda conferenza (ott. 1946)
teleological mechanisms and circular
causal systems
Link sulle macy’s conferences
• Macy’s conferences http://www.asc-
cybernetics.org/foundations/history/Mac
ySummary.htm#Part1
Temi principali delle Macy’s
• La macchina logica comune (o no) al
•
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cervello e al calcolatore
Comunicazione umana e sociale
Analogie tra gli organismi e le macchine
Macchine cibernetiche
Teoria dell’informazione
Dupuy Aux origines des science cognitive, 1999, pp.77-79
Alcuni link interessanti
• A vision of students today
http://www.youtube.com/watch?v=dGCJ4
6vyR9o
• Critical engineering
http://criticalengineering.org/