Informatica umanistica by pOYowRkL

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									Storia della logica e
dell’informatica
L'idea di macchina tra intelligenza
e comunicazione
Dati sul corso
• Docente: teresa numerico
  tnumerico@uniroma3.it
• N. crediti: 6 magistrale
• Orari lezioni:
     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


                |     |



                  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
     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/

								
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