Informatica per la comunicazione" - lezione 2 -

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1 Informatica per la comunicazione" - lezione 2 -

2 Diamo una rapida occhiata al momento e al personaggio storico che vengono visti come l inizio dell informatica come la conosciamo oggi, pur dovendo riconoscere meriti a molti che hanno contribuito nel passato e hanno reso possibile tale inizio.!

3 Alan Turing Alan Turing, matematico inglese nato nel 1912, è universalmente considerato il padre dell informatica. In realtà ci sono stati altri studiosi prima di lui, ad esempio Babbage, che avevano già lavorato alla costruzione di macchine calcolatrici, ma il contributo di Turing è stato talmente importante che i suoi articoli scientifici vengono riconosciuti come il punto d inizio di questa disciplina. Turing era anche un crittografo, e ha fornito un contributo fondamentale alla decifrazione dei codici segreti usati dai Nazisti durante la II guerra mondiale.!

4 Nell articolo del 1936 On computable numbers with an a p p l i c a t i o n t o t h e Entscheidungsproblem, Turing descrive non una macchina calcolatrice fisicamente costruita o un progetto di costruzione di una tale macchina, bensì un modello astratto (chiamato da allora Macchina di Turing ) che descrive il funzionamento di un apparato molto semplice ma generale, ossia in grado di eseguire tutte le operazioni matematiche che normalmente un essere umano esegue con carta e penna. Lo scopo di Turing era quello di fornire una dimostrazione di principio del fatto che le operazioni matematiche sono automatizzabili.!

5 La macchina di Turing comprende: 1) Un sistema di controllo che può trovarsi in uno tra diversi stati. Il numero di possibili stati è finito. 2) Un nastro infinito diviso in celle, ciascuna delle quali può contenere un simbolo di un alfabeto qualunque. L infinitezza del nastro rappresenta la possibilità di trovare sempre nuovo spazio dove scrivere e conservare informazioni. 3) Una testina di lettura e scrittura che può leggere il simbolo nella cella in cui la testina si trova, oppure scrivere un simbolo nuovo. La scrittura è una sovrascrittura: se c è già un simbolo nella cella esso viene sovrascritto.!

6 La macchina di Turing funziona seguendo una sequenza di comandi. Tutti i comandi hanno la stessa seguente struttura: se ti trovi nello stato q, e la testina si trova in un cella con un simbolo s, allora scrivi il simbolo s, muovi la testina col movimento m, e passa al nuovo stato q. Un movimento della testina consiste in una delle seguenti possibilità: 1) spostamento alla cella subito a sinistra dell attuale; 2) spostamento alla cella subito a destra dell attuale; 3) nessuno spostamento: la testina rimane sulla stessa cella.!

7 Computer." La macchina di Turing appare come uno strumento molto semplice, ai limiti del rudimentale. Risulta difficile immaginare che sia la base su cui sono costruiti i computer come li conosciamo noi oggi. Va detto che ai tempi di Turing la parola computer aveva un significato diverso da quello di oggi.!

8 La parola computer designava in origine una persona che computa, che fa di conto, similmente a player che vuol dire giocatore, o speaker che vuol dire parlante, oratore.!

9 La persona che fa di conto con carta e penna in figura (la calcolatrice è fuori luogo e deve essere ignorata) è il modello che ha ispirato Turing nella costruzione della sua macchina. Lo scopo iniziale era quello di avere una descrizione formale delle operazioni matematiche, per poi indagare sulle possibilità di automatizzarle. Ai tempi di Turing, comunque, non c era ancora la tecnologia per realizzare il computer come lo conosciamo noi.!

10 Intelligenza?" In un altro suo articolo, Computing machinery and intelligence del 1950, Turing, a suo modo un grande visionario, spinge in avanti il discorso, considerando la possibilità non solo di poter effettivamente costruire macchine calcolatrici basate sul suo modello, ma anche di poterle utilizzare per automatizzare operazioni sempre più complesse, tali da far assumere alle macchine di Turing un comportamento che si potrebbe definire intelligente.!

11 Il gioco dell imitazione." Definire il concetto di intelligenza è tutt altro che semplice, perché sotto il cappello di questo termine possiamo far rientrare numerose capacità e facoltà degli esseri umani, anche molto diverse tra di loro (ad esempio, saper fare rapidamente le moltiplicazioni, saper leggere le emozioni sui visi delle persone, saper gestire un impresa commerciale). Tale complessità era ben nota anche a Turing, il quale ha infatti ribadito di voler fare un indagine sull intelligenza (e sulla potenziale intelligenza delle sue macchine) solo da un punto di vista molto ristretto e ben delimitato, che egli ha descritto col gioco dell imitazione.!

12 La figura illustra il gioco dell imitazione nella sua forma originale. C è la cavia, ed è separato da A (un uomo) e B (una donna) da uno schermo, che non gli permettere di vederli né di sentirli: C comunica con loro tramite messaggi scritti. C sa che oltre lo schermo ci sono un uomo e una donna, e il suo scopo è quello di capire, per mezzo di una serie di domande, chi sia l uomo e chi sia la donna. Lo scopo di A è quello di ingannare C, e infatti risponde cercando di imitare una donna nelle sue risposte, mentre lo scopo di B è quello di far capire a C la verità. Turing propone di considerare intelligente quella macchina che, messa al posto dell uomo A, riesce a ingannare C un numero pari o superiore di volte rispetto ad A.!

13 Turing stesso ha proposto una variante del gioco, che nel corso degli anni si è diffusa molto più della versione originale, entrando nell immaginario collettivo in maniera più profonda, motivo per cui è oggi nota col nome di versione standard. C è anche questa volta la cavia, e sa che oltre lo schermo ci sono un computer e un essere umano che dialogano per iscritto con lui. Il computer ha lo scopo di farsi passare come essere umano, e di fare credere a C che B è una macchina che si finge umana, mentre B deve far capire a C la verità. Viene considerato intelligente il computer che riesce nei suoi intenti. Notate come la versione standard sia molto meno equa della versione originale nei confronti del computer. Nella versione originale lo scontro è tra un uomo che deve fingersi qualcosa che non è (una donna) e un computer che anche esso deve fingersi qualcosa che non è (di nuovo, una donna). Nella versione standard, invece, lo sforzo della finzione è tutto a carico del computer, visto che l essere umano non deve fare altro che essere se stesso (senza distinzione di sesso).!

14 La visione di Turing ha avuto un enorme impatto sulla nascente disciplina dell informatica, e molti studiosi si sono imbarcati nell impresa di studiare i diversi aspetti dell intelligenza umana e di descriverli in una maniera tale da renderli automatizzabili ed eseguibili su una macchina calcolatrice modellata su quella originariamente proposta da Turing, con eventuali migliorie e sofisticazioni. Questa branca dell informatica prende il nome di intelligenza artificiale, e si è sviluppata dagli anni 50 in poi. Nonostante i grandi sforzi e nonostante i risultati anche notevoli ottenuti nel corso degli anni ( Spirit, il robot che autonomamente ha esplorato il terreno di Marte è forse l esempio più eclatante), ancora non si è riusciti a catturare con una macchina l aspetto dell intelligenza che le permette di dialogare con noi come un essere umano. Cerchiamo ora di capire quali sono le difficoltà che si incontrano in questa impresa.!

15 Proviamo a seguire il percorso inverso rispetto a quello di Turing: anziché far imitare gli esseri umani alle macchine, proviamo a metterci nei panni di una macchina calcolatrice che ha il compito di dialogare con gli esseri umani, ossia di padroneggiare almeno quanto noi il linguaggio che usiamo per comunicare. Ecco un esempio dalla mensa. Dovessimo seguire fedelmente quanto scritto (come ci immaginiamo faccia una macchina governata da comandi ben precisi), ci dovremmo sentire in obbligo di prendere due tovaglioli, e dovremmo considerare le persone con un solo tovagliolo o addirittura senza tovaglioli come dei trasgressori. Ovviamente questo non avviene nella realtà, ma perché?!

16 L assurdità di un ipotetica situazione del genere ci appare immediatamente ovvia, eppure se vogliamo metterne nero su bianco le motivazioni le cose non sono così immediate. Da esseri umani nati e cresciuti nel contesto in cui viviamo, siamo abituati a dare per scontato un numero enorme di informazioni che sono necessarie perché il significato dell avviso sui tovaglioli sia chiaro: si possono prendere al massimo due tovaglioli perché i tovaglioli sono fatti di carta e la carta viene fatta col legno degli alberi e dobbiamo preservare gli alberi perché ci aiutano ad assorbire l anidride carbonica presente nell aria emessa dai mezzi di trasporto e dalle industrie, inoltre gli alberi svolgono un ruolo fondamentale nell equilibrio dell ecosistema etc etc Queste informazioni, necessarie per un dialogo normale tra esseri umani o tra esseri umani e macchine, possono essere date per scontate tra persone che provengono dallo stesso contesto, ma devono essere specificate tutte per poter istruire un entità che non conosce tale contesto (un bambino piccolo oppure una macchina di Turing, ad esempio).!

17 Ecco un altro esempio dalla mensa. Se devo uscire dall edificio per andare a lezione, non mi trovo forse in un caso di necessità? Dovrei in teoria sentirmi perfettamente legittimato a usare la porta con la manigli antipanico. Eppure tutti gli studenti e i docenti presenti hanno usato l uscita principale.!

18 Il problema del buonsenso." Quello del buonsenso (o common sense in inglese) diventa un problema nel momento in cui devo fare un elenco esaustivo di tutta l informazione che lo compone per poter istruire in maniera adeguata una macchina di Turing per poterla considerare intelligente secondo il gioco proposto da Turing stesso.!

19 Il problema del buonsenso è stato già più e più volte affrontato in passato, senza che si fosse trovata una soluzione soddisfacente. Di seguito riportiamo un esempio ben più illustre di quelli della mensa, proposto dal filosofo Dreyfus, professore presso l Università di Berkeley in California.! Hubert Dreyfus

20 Today was Jack's birthday. Penny and Janet went to the store. They were going to get presents. Janet decided to get a kite. "Don't do that," said Penny. "Jack has a kite. He will make you take it back.""

21 Il significato del breve racconto appare chiaro ai nostri occhi, ma provate a controllare quante cose abbiamo dato per scontato e che non sono esplicitamente dette nel testo. La seguente lista non ha affatto la pretesa di essere completa. 1) I regali si comprano nei negozi 2) I compleanni si festeggiano con regali 3) Janet e Penny vogliono comprare un regalo per Jack 4) Jack non vuole avere due aquiloni 5) Jack farà riportare indietro l aquilone nuovo, non quello vecchio 6) L aquilone sarà riportato indietro al negozio dove è stato acquistato!