Il secolo di Turing

Pubblicato il 22/06/2012Read time: 2 mins

Nel 1936 Alan Turing, giovane fresco di laurea in matematica che lavorava come dottorando a Princeton, pubblicò l'articolo "On computable Number, with an application to the Entscheidungsproblem" dove descriveva, per la prima volta, quella che sarebbe poi stata definita come la macchina di Turing. E inventò così l'informatica.
Turing è passato alla storia come padre dell'informatica ma, andando in profondità, si scoprono tante altre possibili definizioni per quest’uomo dalla personalità complesssa: un matematico, un eroe di guerra, una vittima di persecuzione, un bambino mai cresciuto, un genio assoluto: Uno, nessuno, centomila - citando Pirandello.

Per festeggiare il centenario della sua nascita gli studenti del Master in Comunicazione della Scienza della SISSA di Trieste presentano, tramite articoli, interviste, audio ed immagini, quest'uomo e alcune delle storie di cui fu protagonista Alan Turing.
La sua vita viene qui divisa in quattro tappe, che sono anche quattro possibili ritratti di quest’uomo che in soli 41 anni di vita riassume il XX secolo, le sue glorie, i suoi orrori.

  • Alan Turing – padre dell'informatica a soli 24 anni, introdusse nel mondo della matematica computazionale la macchina di Turing, il nonno dell'attuale computer. Per questo viene ricordato come creatore della moderna informatica 
  • Alan Turing – eroe di guerra durante la Seconda Guerra Mondiale, assieme al gruppo di Bletchery Park, riuscì a decrittare la macchina Enigma, il macchinario usato dal Terzo Reich per creare i messaggi in codice, cambiando così il corso della guerra. 
  • Alan Turing – inventore dell'Intelligenza Artificiale subito dopo la guerra Turing iniziò ad interessarsi alla neurologia e alla fisiologia.Nel 1950 scrisse un articolo dal titolo Computing machinery and intelligence sulla rivista Mind in cui descriveva quello che sarebbe divenuto noto come il test di Turing: su questo articolo si basa buona parte dei successivi studi sull'intelligenza artificiale. Come funziona e quali sono i suoi sviluppi attuali come lo Human Brain Project? 
  • Alan Turing: l'omosessuale perseguitato Infine, come in un romanzo d'altri tempi, anche la morte di quest'uomo è affascinante e misteriosa. Omosessuale, vittima di castrazione chimica, suicidatosi con un morso a una mela avvelenata: ci sono tutti gli elementi drammatici e grotteschi che lo renderanno protagonista di tanta arte e tanta narrazione. 

Il progetto è a cura di Elena Fanelli e Valentina Rossi.

Padre dell'informatica

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Un matematico, prima di tutto

di Roberta Fulci e Silvia Gerola

Turing non era solo un matematico, ne era lo stereotipo vivente: trasandato, poco socievole, bizzarro, estroso. Nel 1931, a 19 anni, diventa studente al King's College di Cambridge, dove si laurea brillantemente tre anni dopo. Negli anni del dottorato si avvicina all'Entscheidungsproblem, il problema della decisione. Si tratta di uno dei ventitrè problemi indicati da David Hilbert nel 1900 come quesiti chiave della matematica del ventesimo secolo. Il dilemma è: è possibile costruire un algoritmo, cioè una serie di istruzioni, che permetta di stabilire se una certa affermazione segue da altre? Turing riesce a dimostrare che la risposta è no, e lo fa attraverso un modello teorico alla base dell'informatica moderna, che sarà poi chiamato proprio macchina di Turing. La sua dimostrazione parte dallo studio dei risultati ottenuti da Kurt Gödel nel 1931. Il problema infatti era già stato risolto dal logico austriaco, ma con un linguaggio formale basato sull'aritmetica. Turing riesce invece a ideare una dimostrazione elementare per rispondere al quesito. Grazie al grande risultato ottenuto, Turing viene invitato da Alonzo Church all'università di Princeton negli Stati Uniti. Church aveva costruito, quasi contemporaneamente a Turing, un'altra procedura per affrontare il problema della decisione: il lambda calcolo. Durante la loro collaborazione Turing e Church riescono a dimostrare che i due metodi da loro individuati sono equivalenti. Nel 1938 Turing, nonostante la collaborazione con Church, non riuscendo a integrarsi nell'ambiente americano, sceglie di rientrare in Inghilterra. La sua attività di ricerca viene interrotta dalla seconda guerra mondiale, periodo durante il quale il lavoro di Turing si concentra sulla crittografia. Al termine del conflitto Turing viene assunto dal National Physical Laboratory (NPL) dove ha l'opportunità di lavorare alla realizzazione pratica della macchina da lui ideata.
Si deve a Turing l'intuizione che uno strumento artificiale possa compiere ragionamenti proprio come il cervello umano. Il suo articolo  "Intelligent Machinery" (1950) getta le basi del concetto di intelligenza artificiale. Turing lascia infine il NPL per una posizione all'università di Manchester, dove collabora, negli ultimi anni della sua vita, al progetto Manchester Automatic Digital Machine (MADAM).

Roberta Fulci ha intervistato Piero Marietti, docente di elettronica all'Università La Sapienza di Roma, che ci spiega come funziona la macchina di Turing. L'intervista è stata raccolta il 2 marzo 2012, in occasione della messa in scena dello spettacolo "La mela Alan" di Valeria Patera, nel corso del convegno Dialoghi su Scienza e Società

 

Franco Parlamento è docente di logica matematica presso l'Università di Udine. Silvia Gerola lo ha intervistato per capire il contributo di turing alla matematica e come sono cambiati i criteri di valutazione nelle carriere accademiche.

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Il Turing Award 

di Antonio Pilello

Il Turing Award è un premio annuale assegnato dalla Association for Computing Machinery (ACM) a coloro che abbiano fornito grandi contributi di natura tecnica alla comunità del computing e al settore informatico. Il massimo riconoscimento cui può aspirare un informatico prende il nome dal padre dell'informatica, Alan Turing, e viene spesso definito il Premio Nobel del calcolo automatico. A partire dal 2007, l'onorificenza è accompagnata da un premio di 250000 dollari, grazie al sostegno finanziario fornito da Intel e da Google. Ogni vincitore, durante la cerimonia di premiazione, tiene una lezione che sarà pubblicata su un periodico dell'ACM. Il primo a fregiarsi del titolo di “erede” di Turing, nel 1966, è stato Alan Perlis, della Carnegie Mellon University. La lista completa dei vincitori è disponibile sul sito dell'ACM, con una breve descrizione delle loro scoperte e invenzioni più significative. Frances E. Allen, della IBM, è stata la prima donna, nel 2006, a vincere il premio dopo 40 anni. Anche nel 2008 il premio è stato assegnato a una donna, Barbara Liskov, per i contributi allo sviluppo dei linguaggi di programmazione e progettazione di sistemi, specialmente nel campo di astrazione dati, tolleranza degli errori e algoritmi di computazione distribuita. Nel 2009 è stato premiato Charles P. Tacker, per la progettazione e la realizzazione pioneristica del primo personal computer moderno, lo Xerox Alto, e per le invenzioni e i contributi alle reti locali (compresa l'Ethernet), le workstation multiprocessore, per gli studi sulla coerenza dei protocolli cache e per i Tablet. Leslie G. Valiant, il vincitore del 2010, ha ricevuto il premio per i contributi alla teoria della computabilità, della complessità computazionale e dell'enumerazione, alla teoria del calcolo algebrico, parallelo e distribuito. Judea Pearl, infine, è il vincitore dell’edizione 2011. Il professore della University of California, Los Angeles, è stato premiato per il contributo fondamentale dato allo sviluppo dell'intelligenza artificiale. Il suo lavoro sta alla base di software ormai famosi, come l'assistente vocale Siri, presente su Apple iPhone 4S, oppure la tecnologia di guida automatica della Google Car. Il 15 e 16 giugno 2012, presso il Palace Hotel di San Francisco, 34 vincitori del Turing Award si sono riuniti tutti insieme, per la prima volta, per onorare il 100° anniversario della nascita di Alan Turing e riflettere sul suo contributo, così come sul passato e sul futuro del computing.

Anche in Italia abbiamo una gara di programmazione dedicata all'illustre matematico: siamo, infatti, alla XVI edizione della Gara nazionale di programmazione della Macchina di Turing, che coinvolge le scuole secondarie di tutta la penisola. 
Francesca Gatti ha intervistato l'organizzatore  Antonio Cisternino, ricercatore di Informatica dell’Università di Pisa.

Il gioco degli scacchi è uno dei temi cari a Turing e che ha poi trovato grande espansione nello sviluppo dei software. Potrà mai la macchina vincere l'uomo? Luca Ciprari ha intervistato Sabino Brunello, gran maestro di scacchi, per avere un opinione a riguardo.

Eroe di guerra

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Allo scoppio della Seconda Guerra Mondiale agli scienziati fu chiesto di “sporcarsi le mani” con applicazioni pratiche che sarebbero servite a vincere il conflitto. Anche i matematici furono coinvolti e fu proprio in quel periodo che Alan Turing entrò a far parte dei servizi segreti britannici. Lavorò fino alla fine della guerra alla Government Code e Cypher School (GCCS) a Bletchley Park dove, assieme ad altri matematici, si occupò di decrittazione.

 

Elena Rinaldi ha intervistato Umberto Bottazzini, docente di Storia del pensiero matematico all'Università di Milano, il quale fa una panoramica del ruolo dei matematici e di Turing durante la guerra. 

 

 


La decifrazione di Enigma

di Davide Mancino

Durante la Grande Guerra le potenze dell'intesa erano riuscite a decodificare regolarmente le comunicazione navali tedesche, assicurandosi un grande vantaggio strategico. La Germania guglielmina, però, ne restò all'oscuro almeno fino agli anni '20, quando diversi autori (fra cui anche Winston Churchill) resero pubblico ciò che era successo durante il conflitto. Per questo motivo i tedeschi decisero di dotarsi una rivoluzionaria macchina cifrante elettromeccanica prodotta dall'inventore Albert Scherbius: Enigma. A partire dal 1925 ne vennero prodotti più di 30.000 esemplari; nacque così uno dei più sicuri apparati di comunicazione al mondo. Le potenze alleate però non se ne preoccuparono: la Germania era un paese sconfitto, debole, piegato dalle durissime riparazioni di guerra che gli erano state imposte con la pace di Versailles, nel 1919. Chi invece non poteva permettersi di riposare sugli allori era la Polonia. Schiacciata fra Stalin a est e, più tardi, Hitler a ovest, essa vedeva minacciata la propria indipendenza, riconquistata con fatica dopo la Grande Guerra. E infatti fu proprio un crittanalista polacco, Marian Rejewski, a compiere i primi passi in avanti nella decodificazione di Enigma: partendo da una serie di documenti ottenuti dai servizi segreti francesi che descrivevano Enigma, egli cercò di formalizzare il funzionamento della macchina descrivendone ogni aspetto in termini matematici. I solutori di codici inglesi e francesi avevano già cercato di venirne a capo, ma avevano abbandonato l'impresa ritenendola impossibile.

Rejewski e i suoi colleghi, spinti dalla paura di un'invasione tedesca, lavorarono duro, e dopo moltissimi tentativi infruttuosi riuscirono dove tutti gli altri avevano fallito: trovarono una debolezza nell'uso di Enigma da parte dei suoi operatori, riducendo così il numero di chiavi da provare – le password del giorno d'oggi – da 10 milioni di miliardi (un compito impossibile) a sole 105.456. Fu un trionfo. I polacchi modificarono sei apparecchi Enigma per cercare automaticamente le chiavi giuste, creando quelle che poi sarebbero state chiamate bombe di Rejewski. In un paio d'ore esse erano in grado di trasformare un guazzabuglio di caratteri incomprensibili nei più impenetrabili segreti militari, e per anni consentirono ai polacchi di leggere nella mente degli alti comandi tedeschi, un compito impossibile anche per i più avanzati servizi segreti occidentali. Fu soltanto nel 1938 che i crittanalisti tedeschi incrementarono la sicurezza di Enigma, aggiungendo alle macchine ulteriori livelli di complessità. Per continuare la decifrazione dei messaggi sarebbe stato necessario costruire altre 54 bombe: un costo enorme, insostenibile, che interruppe ogni progresso. L'anno successivo, poi, arrivò il colpo definitivo. Il primo settembre 1939 la Germania invase la Polonia, dando l'avvio alla Seconda Guerra Mondiale. Con una mossa previdente, qualche mese prima, i crittanalisti polacchi avevano contattato i propri colleghi francesi e inglesi, offrendo loro le proprie ricerche. Increduli, questi ultimi appresero dei progressi nella decifrazione dei codici nazisti: fu così che la frontiera della ricerca bellica sui codici si spostò dalla Polonia occupata a un grande edificio vittoriano di Bletchley Park, in Gran Bretagna. Fra tanti giovani crittanalisti inglesi c'era anche Alan Turing.

Turing era stato inviato a Bletchley Park il giorno dopo la dichiarazione di guerra alla Germania, e cominciò immediatamente a lavorare su Enigma. I crittanalisti inglesi, nel frattempo, avevano già migliorato le idee di Rajewksi, ma la decifrazione continuava a basarsi soltanto su un uso errato della macchina da parte dei tedeschi. Il matematico inglese era invece determinato a trovare una soluzione efficace anche se l'errore fosse stato corretto. La passione per le macchine di Turing lo spinse verso un approccio differente al problema: egli fece ricorso ai cosiddetti crib, dei frammenti di testo che egli sapeva sarebbero apparsi nei crittogrammi tedeschi. Per esempio, nei bollettini atmosferici, era certo di trovare la parola “tempo”, spesso anche nella stessa posizione all'interno del testo cifrato. Sfruttando questa intuizione, insieme alle concatenazioni matematiche sviluppate da Rajewski, egli riuscì a immaginare un nuovo modello di bomba. Sarebbe stata formata da un gruppo di sessanta macchine Enigma che lavoravano in parallelo: ciascuna avrebbe controllato 17.576 orientamenti dei meccanismi interni, e alla fine avrebbe dato un risultato positivo soltanto nel caso in cui la chiave analizzata fosse stata  quella esatta. La bomba di Turing venne effettivamente costruita, ma nelle fasi iniziali si rivelò una delusione: funzionava molto più lentamente del previsto, impiegando una settimana per ciascuna decrittazione. I tedeschi, nel frattempo, si erano accorti dell'errore nell'uso delle chiavi e avevano rimediato al problema. Lo stratagemma di Turing  restava l'ultima speranza per continuare a decifrare i codici nemici. L'8 agosto 1940, dopo mesi di lavori frenetici, entrò in funzione una versione migliorata della bomba: Agnus Dei. Fu un successo clamoroso. In sessanta minuti riusciva a rendere leggibili codici indecifrabili. Ne furono costruite 15, per poi arrivare a 49 nel 1942.

Lo stesso Churchill fu uno dei più grandi sostenitori del progetto, e fino alla fine della guerra gli alleati furono in grado di programmare le loro strategie come fossero stati presenti agli incontri degli alti ufficiali tedeschi. Il vantaggio strategico derivato dalle intuizioni dei crittanalisti polacchi prima, e inglesi poi, diede un contributo fondamentale allo sforzo bellico alleato. Diversi analisti hanno sottolineato come, senza il loro contributo, l'esito del conflitto avrebbe potuto essere molto differente.

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Enigma: decifrare una vittoria. I polacchi (e la matematica) al servizio dell'Europa

Relazione presentata dalla prof. Giulia Lami, in occasione della inaugurazione della mostra svoltasi il 12 aprile 2012 all'Università degli Studi di Milano, nell'ambito dei festeggiamenti del centenario. A cura di Elena Rinaldi

La storia di Enigma è anche la storia della crittografia polacca, che ebbe un ruolo fondamentale non solo nella vittoria degli Alleati nella seconda guerra mondiale, ma già nella vittoria dei Polacchi sui bolscevichi nella guerra del 1919-1920, conclusasi con la pace di Riga del 1921. Questa vittoria fu importante non solo per la Polonia, che era appena rinata come stato indipendente, dopo essere stata per più di un secolo spartita fra Austria, Russia e Prussia, ma anche per l'Europa, perché indubbiamente, nei piani bolscevichi, una Polonia vinta e trasformata in repubblica socialista avrebbe costituito il punto di partenza per esportare la rivoluzione, innescando un processo di incalcolabili conseguenze. Fu proprio per questa sconfitta che il bolscevismo rinunciò all'esportazione della rivoluzione, limitandosi per il momento a consolidarne i risultati all'interno di quel che restava dell'Impero zarista, che aveva conosciuto un rapido movimento centrifugo. I bolscevichi sarebbero riusciti a fondare l'Unione delle repubbliche socialiste sovietiche, ma avrebbero dovuto rassegnarsi ad avere come vicina una Polonia indipendente, che tale sarebbe restata, di nome e di fatto, fino a dopo la seconda guerra mondiale. Ebbene, in quello che fu denominato il miracolo della Vistola, dal fiume di Varsavia, dove ebbe luogo la battaglia decisiva vinta dalle truppe polacche, vi è stata la capacità dei Polacchi di decodificare i messaggi russi. Forti di questa esperienza, i Polacchi già negli anni '20 incominciarono ad applicarsi scientificamente alla crittografia e fu loro la brillante intuizione di cercare attraverso la matematica un metodo di decrittazione dei messaggi cifrati che sottraesse questa materia all'improvvisazione, all'intuito, allo spionaggio, dagli esiti sempre incerti. Nel frattempo anche altri si attrezzavano in senso moderno in questo campo. Nel 1918 era nata la macchina cifrante elettronica portatile Enigma, inventata dall'ingegnere tedesco Arthur Scherbius. Del funzionamento di Enigma parleranno i miei colleghi. Io mi limito a sottolineare come fu proprio un polacco, il capitano Maksymilian Ciężki, che dirigeva la sezione tedesca dell'ufficio cifra polacco, a decidere di invitare a un corso di crittografia 26 studenti della Facoltà di matematica di Poznan. Dobbiamo sottolineare che la scuola matematica polacca del periodo interbellico era davvero ottima. Il centro di Poznan era uno dei migliori, accanto a quello di Leopoli, città oggi ucraina, ma allora polacca, Lwów. Proprio Lwów fu la culla dell'analisi funzionale. Qui troviamo alcuni dei maggiori matematici del secolo scorso, basti citare Stefan Banached i suoi allieviStanisław Ulam, Wladyslaw Orlicze Stanisław Mazur.

Insomma, non è un caso se dal corso di crittografia per matematici emersero alcuni veri talenti, che avrebbero unito alla solida preparazione di base, anche quella creatività che avrebbe poi portato alla soluzione dei problemi posti da Enigma. Dei 26 corsisti, che non sentirono mai ovviamente nominare Enigma durante il corso, ne furono prescelti 3, Marian Rejewski, Jerzy Różyckie Henryk Zygalski. Nel 1932 il capitano Cięzki li trasferì a Varsavia e proprio a Rejewski rivelò lo scopo cui dovevano tendere: capire come funzionava il sistema di cifratura di Enigma, che da tempo si sapeva che costituiva potenzialmente l'arma vincente dell'esercito tedesco. Rejewski si applicò allo studio del problema, creando un modello matematico della macchina che permettesse di ricostruirla e di riprodurre le chiavi per decifrare i dispacci di parte tedesca. Quello che poteva sembrare un esercizio utile per il futuro, si si sarebbe rivelato resto di importanza vitale. Con l'ascesa di Hitler al potere, l'ipotesi di una guerra, in cui la Polonia poteva essere subito coinvolta, diventava tutt'altro che improbabile. Nel frattempo, poiché nessun segreto resiste all'avidità umana, preziose informazioni sulle chiavi di cifratura, venivano vendute da un tedesco che lavorava proprio all'ufficio cifra Hans Thilo Schmidt. Queste chiavi furono offerte a francesi ed inglesi, che le passarono ai Polacchi, sottovalutandone il valore. Il capitano Cięzki non interruppe certo il lavoro dei suoi matematici, né rivelò loro l'esistenza di queste chiavi, perché gli premeva che essi trovassero un metodo indipendente dallo spionaggio, e quindi dalla casualità in fondo, per venire a capo d'Enigma. Le chiavi furono conservate come controprova. Del resto i tedeschi perfezionavano continuamente le loro trasmissioni, obbligando gli aspiranti decrittatori a stare al passo. Così nel 1935 i Polacchi costruirono una macchina denominata ciclometro, cui fece seguito quella denominata la bomba di Rejewski, mentre Zygalski concepiva schede perforate che, individuando particolarità della cifratura di Enigma, permettevano di trovare la chiave di cifratura utilizzata in un dato giorno. Insomma alla vigilia della guerra i crittografi polacchi erano gli unici a possedere il know-how indispensabile per affrontare Enigma. Erano tuttavia legati a loro volta al segreto militaree avrebbero potuto condividere le proprie informazioni con i colleghi francesi ed inglesi solo su esplicita autorizzazione dei loro superiori. Quindi, gli incontri del capo dell'ufficio cifra polacco, Gwido Langer, e del suo vice, il capitano Cięzki, con i colleghi stranieri furono improntati alla riservatezza, il che nocque all'immagine dei Polacchi, che parve non avessero nulla da dire. Non era così, ma questo si scoprì solo nel luglio del 1939, quando, in un centro segreto dei servizi d'informazione a Pyry, vicino a Varsavia, Rejewski ed i suoi collaboratori poterono illustrare a Francesi ed Inglesi i risultati del loro lavoro: le basi matematiche del sistema, l'individuazione delle chiavi,  gli apparecchi di decrittaggio ormai messi a punto. I Polacchi fornirono alle delegazioni tutta la documentazione nonché una copia della macchina. Quando la Polonia fu invasa congiuntamene da sovietici e nazisti, la maggioranza del gruppo dei crittografi polacchi si trasferì in Francia. Ma anche qui la guerra li raggiunse: nonostante il prezioso lavoro che conducevano, una parte di essi, nel 1943, cadde in mano tedesca, finendo nei campi di prigionia. Ma da tempo i crittografi polacchi erano stati emarginati: è questo un episodio significativo di una certa arroganza che i Polacchi hanno dovuto subire dai loro tradizionali alleati. Per fortuna delle sorti della guerra, gli inglesi avevano continuato con serietà il lavoro iniziato dai Polacchi, mettendo a frutto le informazioni ricevute dall'autunno del 1939. Anch'essi erano giunti alla conclusione che bisognava avvalersi del lavoro dei matematici. Già il 4 settembre 1939 giungeva a Bletchley Park il matematico e logico di Cambridge Alan Turing, che elaborava la sua famosa e vincente “bomba" da sfruttare contro Enigma. 

Inventore dell'intelligenza artificiale

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Il test di Turing

Dopo la guerra la matematica computazionale e la nascente informatica avevano fatto passi da gigante. Continuando a lavorare settore di sui era stato pioniere, Turing fu il primo a porsi domande riguardanti il futuro di questa disciplina. Il suo interesse si spostò dalle proprietà di calcolo di una macchina (la macchina di Turing) ai processi logici che la macchina poteva sviluppare. Non si trattava più di programmare macchine efficienti ma macchine intelligenti. Nel 1950 fu pubblicato sulla rivista Mind il primo esempio di Test di Turing, il test messo a punto dal matematico per mettere alla prova l'abilità delle macchine a replicare la logica umana. 

Valentina Rossi ha intervistato Giuseppe Longo, Professore Emerito di Teoria dell'informazione all'Università di Trieste, che spiega il funzionamento del Test di Turing. 

Intelligenza artificiale e mente umana

L'interessante analogia tra cervello umano e calcolatore viene chiarita da Leonardo Fogassi, docente di Fisiologia e Neuroscienze all'Università di Parma, intervistato da Rita Giuffredi.

 

Ciò che invece Turing portò a galla attraverso il suo test è l'analogia tra i processi che il cervello può creare (quella mente che viene definita mente pensante) e i processi che la macchina può eseguire. Questo permise non solo un enorme sviluppo dell'intelligenza artificiale ma anche una miglior comprensione della mente umana. Ce ne parla Simone Gozzano, docente di Filosofia all'Università de L'Aquila, intervistato da Valerio Congeduti.

 

Gabriele Lolli, professore di Filosofia della Matematica alla Scuola Normale di Pisa ha, invece, raccontato a Vincenzo Belluomo l'originalità e l'importanza del lavoro di Turing, tracciando una linea che parte dalle prime intuizioni dello scienziato inglese fino ad arrivare alle applicazioni dell'informatica e logica moderna.

 

Marco Guglielmino e Vincenzo Belluomo propongono una panoramica sugli sviluppi dell'intelligenza artificiale, dai progetti internazionali come lo Human Brain Project ai simulatori online della macchina di Turing come Cleverbot, di cui di seguito è proposta una versione audio dove l'essere umano è interpretato dalla voce maschile e il computer da Helen Verardo.

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Artificiale, troppo artificiale

di Marco Guglielmino

Secondo Freud già tre volte la scienza ha impartito sonore lezioni all’egocentrismo umano. Copernico avrebbe scalzato l’Uomo dal centro del palcoscenico dell’Universo confinandolo su un sasso abbandonato a vorticose orbite. Darwin gli avrebbe sottratto il ruolo di protagonista principale della Storia facendone un semplice primate comprimario. Infine lo stesso Freud avrebbe inferto l’ultimo colpo alla scimmia narcisista trasformandola, da autonomo attore, in un pupazzo governato dall’Inconscio. Che ci rimane? L’essere l’unica specie nota dotata di ciò che chiamiamo intelligenza, carattere di sfuggente definizione che sbandieriamo come nostra inviolata prerogativa. Ma se scoprissimo che anche le macchine possono pensare, il quarto traumatico risveglio sarebbe dietro l’angolo.

L’ambizione di creare un dispositivo che si comporti come un essere senziente ha radici piuttosto lontane. Già nel ‘700 inventori e orologiai fecero a gara per costruire automi che lasciavano a bocca aperta i contemporanei e che stupirebbero ancora oggi: l’anatra artificiale di Jacques de Vaucason, per esempio, era capace addirittura di bere acqua e mangiare semi di grano col becco. Tuttavia, è con l’avvento dei calcolatori elettromeccanici prima, ed elettronici poi, che la possibilità di riprodurre capacità cognitive sembra a portata di mano. Le potenzialità di queste nuove macchine appaiono subito molto promettenti e le più fervide immaginazioni si mettono presto a correre. Al punto che già nel 1950, quando ancora un computer meno potente di un qualunque smartphone occupava intere stanze, la genialità di Alan Turing partorisce il primo test atto a stabilire se una macchina può pensare. Si tratta di una prova di imitazione, in cui il calcolatore comunica attraverso una telescrivente con un “giudice” umano e deve convincerlo che sta in realtà “chattando” con una persona in carne ed ossa. Qualora ci riuscisse come potremmo negare che la macchina sta pensando? La proposta di Turing scoperchia un vaso di Pandora e la discussione sul tema diventa in pochi anni ampia e profonda. Tanto che nel 1956 l’informatico John McCarthy in occasione di una storica conferenza al Dartmouth College battezza la nuova disciplina con l’evocativo nome di “Intelligenza Artificiale”.

Da quel momento diverse strategie vengono chiamate in campo per consentire ai programmi di districarsi in compiti  via via più complessi. Un esempio è l’utilizzo di reti neurali: strutture complesse ispirate al nostro sistema nervoso, dove piccoli elementi si occupano ciascuno del suo pezzo di informazione da gestire. Dalla cooperazione di queste parti scaturisce la decisione e ogni errore riplasma la rete di relazioni tra gli elementi. Insomma una versione sintetica dell’apprendimento. Spuntano allora come funghi programmi e linguaggi capaci di svolgere compiti che fino a quel punto si pensava fossero stretto appannaggio di intelligenze umane. Programmi che giocano a dama, a scacchi (mettendo in seria difficoltà anche grandi campioni umani) o che dimostrano teoremi in modo completamente automatico. Addirittura “sistemi esperti” capaci di prodursi in prospezioni geologiche, diagnosi mediche o analisi finanziarie. Il cammino intrapreso nel ‘700 non si è mai fermato. Oggi, come allora, abbiamo costruito macchine straordinarie che ci stupiscono con le loro abilità “intelligenti”. Picasa riconosce i volti dei nostri amici e etichetta di conseguenza i nostri album fotografici. Siri sembra in grado di soddisfare ogni desiderio un proprietario di iPhone possa esprimere. Se chiediamo a Wolfram Alpha informazioni su 88 miglia all’ora, scopriamo che si tratta della velocità a cui Marty McFly deve guidare una Delorean DMC-12 per viaggiare nel tempo. Al momento tuttavia, se a preoccuparci è la nostra unicità di soggetti pensanti, possiamo ancora dormire sogni tranquilli. Culliamoci serenamente nella consolante illusione che tale unicità non ci verrà mai strappata, il mattino è ancora piuttosto lontano.

Human Brain Project, Turing e intelligenza artificiale

di Vincenzo Belluomo

“Costruire una macchina che riprodurrà integralmente un cervello umano, emozioni comprese”. Questa non è una frase presa da un film di fantascienza, o almeno non più. Sono le parole di Henry Markram, neuroscienziato e direttore dello Human Brain Project: l’idea è quella di sviluppare un super computer che si propone di  costruire, tramite  algoritmi, un modello dei  circa 100 miliardi di neuroni che compongono il cervello umano. Lo scopo è provare a mapparne tutte le funzioni delle quali ancora si conosce ben poco e che potrebbero fornire nuove intuizioni nella lotta contro le malattie neurodegenerative. “Quello che non conosciamo ancora sono i meccanismi su cui si basano le patologie cerebrali. Contiamo di arrivarci tramite l’utilizzo dei modelli, lavorando così su nuovi farmaci e cure per malattie come l’Alzheimer, il Parkinson o le epilessie” dice Markram.

Lo Human Brain Project si presenta come una delle più grandi sfide che uniscono tecnologia e neuroscienze. E anche una delle più sovvenzionate. Il progetto, infatti, è stato finanziato dalla Comunità Europea con oltre 1 miliardo di euro da utilizzare entro il 2023, termine fissato dallo stesso Markram per il suo completamento. E tra le undici università e istituzioni scientifiche europee che partecipano al progetto non manca un po’ di Italia: sei ricercatori con i rispettivi enti di appartenenza mettono a disposizione le proprie competenze e risorse scientifiche. Il loro lavoro in questa prima fase è finalizzato al reperimento di fondi pubblici per cofinanziare l’iniziativa, clausola necessaria per partecipazione al progetto.

Gabriele Lolli è professore di filosofia della scienza alla Scuola Normale Superiore di Pisa. Nel 1994 ha curato l’introduzione di un libro edito da Bollati Boringhieri che raccoglieva gli scritti relativi all’Intelligenza meccanica di Alan Turing.

Esiste un legame tra un progetto come lo Human Brain Project e gli studi di Turing?

Il nome di Turing è associato, nella filosofia della mente, alla tesi del “funzionalismo”: secondo questa tesi la macchina universale di Turing potrebbe essere un modello della mente. Se quindi si riuscisse a scrivere un programma in grado di svolgere una determinata funzione dimostrando un grado di competenza paragonabile a quello del cervello, saremmo in grado di spiegare questa competenza nella mente umana. Per Turing era esattamente il contrario.

Può spiegarci meglio in che senso?

Turing sosteneva che per capire come e perché il cervello fa certe cose bisognasse studiare la struttura del cervello. Studiati i vincoli posti dalla crescita di quest’ultimo alla formazione dei circuiti neuronali, si sarebbe potuto scrivere un programma che simulasse i meccanismi cerebrali.

Gli studi di Turing seguivano questa direzione?

Turing stesso studiò embriologia e si interessò alla crescita e alle connessioni neuronali, e dichiarò tra le sue volontà quella di “costruire” un cervello. La sua posizione particolare era appunto quella di studiare il funzionamento del cervello a partire dalla “scienza dura”: prima usare la fisica, la chimica e la biologia per capire come lavora il cervello, e poi ricavare delle informazioni su come imitarlo. Non partire dal modello astratto della macchina, che pure aveva costruito egli stesso ed era servito.

Quali sono le frontiere future dell’intelligenza artificiale?

Per quanto riguarda le frontiere dell’intelligenza artificiale, a mio avviso, il futuro prossimo sarà quello delle protesi artificiali inserite in simbiosi nel cervello organico. Una interazione funzionale tra ciò che è meccanico e ciò che è organico. Qualche avvisaglia c’è già ma non sono un esperto in materia. Turing ce lo saprebbe dire. Da questo punto di vista la sua scomparsa così prematura è una tragedia epocale per l’umanità intera.

Per approfondimenti: La conferenza TEDx di Henry Markram  

L'omosessuale perseguitato

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Se la strega Biancaneve uccide con una pillola

di Adriana Schepis

Condannato nel 1952 per omosessualità, allora considerata reato, Turing fu costretto a scegliere tra la galera e la castrazione chimica. Scelse la seconda.

Ma che cos’è la castrazione chimica? “La castrazione chimica nel maschio avviene somministrando un ormone femminile di sintesi, il medrossiprogesterone acetato, noto come Depoprovera”, spiega Tullio Giraldi, professore ordinario di Farmacologia alla Facoltà di Medicina dell’Università di Trieste.

Quali sono gli effetti della castrazione chimica?

Le forti dosi di progestinico sintetico hanno effetto su tutti i tessuti dell’organismo che possiedono recettori per gli ormoni sessuali. Gli effetti fisici corrispondono quindi a una marcata femminilizzazione, ad esempio sulla distribuzione del grasso corporeo, che porta alla ginecomastia, cioè la crescita del seno. Ma ci sono anche una serie di effetti mentali, psicologici e comportamentali, perché i recettori per gli ormoni sessuali sono presenti in vaste aree del cervello. Il forte stimolo progestinico travolge lo stimolo da testosterone fisiologico, e quindi anche il comportamento mentale viene, diciamo così, femminilizzato.

Che differenza c’è fra la castrazione chimica e la castrazione chirurgica?

La castrazione chirurgica è l’asportazione dei testicoli con un intervento chirurgico; dunque gli organi che producono l’ormone sessuale maschile vengono rimossi. La sola idea della castrazione chirurgica richiama una scena sanguinosa, assomiglia più a qualcosa che può succedere in un macello o in un ambulatorio veterinario piuttosto che in un ambiente sanitario. Sembra più accettabile ottenere lo stesso effetto con la somministrazione di un medicinale, con l’assunzione giornaliera di pillole; cioè con la castrazione chimica.

Quali conseguenze può avere a livello psicologico il trattamento con Depoprovera?

Dipende dalle circostanze. Pensiamo ad un caso molto diverso, cioè agli interventi per la correzione del sesso dei transessuali, dei maschi che vogliono diventare femmine. In quel caso il Depoprovera diventa importante, perché viene somministrato per lungo tempo prima dell’intervento chirurgico e contribuisce a creare quello scenario che è desiderato in una maniera radicata dal paziente, seguito dai medici e dagli psicologi. In questo caso il progestinico sintetico può essere addirittura benvenuto, è uno strumento che permette di raggiungere una condizione radicalmente desiderata, in cui la persona sta meglio.

E invece in un caso come quello di Turing?

È molto diverso il caso in cui la castrazione chimica sia il prodotto di una condanna penale e venga proposta in alternativa alla reclusione. È difficile immaginare che si possa esprimere un consenso informato in condizioni di gravissimo stress, ed è molto discutibile che questo tipo di consenso sia accettabile. Oltre a essere invalidato dalla difficoltà del momento in cui viene espresso, nulla garantisce che poi nel tempo la persona non cambi idea; e purtroppo il trattamento prolungato con Depoprovera causa effetti largamente irreversibili. Non si può cambiare idea, esattamente come dopo un atto chirurgico. In questo caso certamente la castrazione chimica va vista nel contesto di un gravissimo disagio personale.

Secondo lei si tratta di una pratica accettabile?

Penso che sia una pratica difficilmente condivisibile. È un orrore che in un paese vi sia una condivisione sociale di omofobia tale da perseguirla con la castrazione chimica. Il sistema giudiziario e il sistema sanitario di un paese non hanno il diritto di causare una mutilazione irreversibile in un cittadino che abbia, in questo caso, un orientamento sessuale diverso dall’eterosessualità.

 


Tim Shallice, professore di neuropsicologia e neuroscienze cognitive alla SISSA di Trieste, ha avuto l’opportunità di conoscere, durante i suoi studi a Manchester, la moglie del professor Max Newman, che fu collega e mentore di Turing a Cambridge, a Bletchley Park e a Manchester. La signora Newman, racconta il professor Shallice, fu l’unica persona oltre ai parenti stretti a partecipare al funerale di Alan Turing nel 1954.
Questa l'intervista raccolta da Valentina Daelli. 

 

 

Perché un così importante scienziato e accademico era stato abbandonato da tutti?

L’omosessualità di Turing era certamente conosciuta e tollerata negli ambienti accademici in cui il matematico aveva vissuto. Sebbene per la legge britannica del tempo l’omosessualità fosse reato, nelle scuole private in cui Turing studiò, esclusivamente maschili, il suo orientamento sessuale era sicuramente accettato. L’Università di Cambridge, dove il matematico venne ammesso nel 1931, era un’istituzione molto indipendente, che forniva una certa protezione agli studenti e agli accademici. Persino alla polizia non era concesso di entrare nell’istituto senza autorizzazione. In un ambiente a netta prevalenza maschile, tra i professori e i ricercatori che vivevano all’interno del college l’omosessualità era diffusa e accettata. Anche durante il suo lavoro a Bletchley Park nel corso della Seconda Guerra Mondiale, l’orientamento sessuale di Turing era conosciuto ma tollerato, considerata l’importanza del compito che il gruppo di scienziati stava svolgendo, la decrittazione dei codici utilizzati dai tedeschi. Quando arrivò a Manchester, nel 1949, Turing si trovò però in una situazione differente e non fu in grado di rendersi conto che la protezione garantita dagli ambienti che aveva finora frequentato era in qualche modo venuta meno. Fu probabilmente l’incapacità di comprendere la diversità dell’ambiente di Manchester a causare la leggerezza con cui Alan Turing riferì alla polizia il suo coinvolgimento in una relazione omosessuale, da cui seguì l’accusa di atti osceni, il processo, la castrazione chimica. Quando, nel 1954, Turing morì, probabilmente suicida, il suo funerale fu disertato dai suoi colleghi accademici. A parte i parenti stretti, soltanto la moglie di Max Newman si presentò alla cerimonia. Malgrado la sua omosessualità fosse da sempre conosciuta e accettata come normale nella comunità accademica, dal momento in cui fu riconosciuto colpevole dallo stato l’appoggio del mondo in cui aveva vissuto venne meno, e mancò qualsiasi espressione pubblica di solidarietà verso la sua situazione.


Turing, proprio per i drammatici risvolti della sua vita e le complesse sfaccettature della sua personalità, si è rivelato un soggetto ideale per la trasposizione teatrale, e diversi spettacoli lo hanno visto protagonista. Massimo Vincenzi, vice caporedattore di Repubblica e autore dello spettacolo Alan Turing e la mela avvelenata, intervistato da Fabio Perelli, ci racconta la genesi della sua opera e il modo in cui le vicende di Turing sono raccontate.

 


 

Valeria Patera - regista teatrale e membro della sottocommissione Arte e Cultura del Turing Centenary Advisory Committee - ha dedicato a Turing uno spettacolo dal titolo La mela di Alan.
Matteo De Giuli l'ha intervistata.

Valeria Patera, un intero filone del suo lavoro è dedicato alle biografie di scienziati famosi. Max Perutz, Charles Darwin, Rita Levi Montalcini. Il primo della serie è stato però proprio Turing. Nell’interesse verso il personaggio hanno contato di più gli aspetti romanzeschi della sua vita (come la decrittazione di Enigma e la drammaticità della morte), o il pionierismo dei suoi lavori scientifici?

Rispondo dicendo che il motivo principale per cui ho iniziato a fare quello che vien chiamato Teatro-scienza è stata la convinzione che sia il pensiero l’azione per eccellenza e che quest’azione possa essere il motore di un teatro che si interroga attraverso la visionarietà dell’avventura di idee che questi personaggi hanno vissuto. Dunque certo gli aspetti romanzeschi della vita di Turing hanno stimolato la mia scrittura ma in realtà a differenza di altri lavori, nel mio cerco di raccontare la genesi di un pensiero innovatore che ha portato alla realizzazione dell’intelligenza artificiale. Vita e ricerca sono strettamente collegate e nel caso di Turing ci sono particolarità molto significative e toccanti e sono trattate con la dovuta attenzione nel saggio in postfazione al mio libro dal titolo “LA MELA DI ALAN” Di Renzo Editore dove potete leggere i testo e il commento di studiosi come Giulio Giorello e John Casti.

Nel suo spettacolo teatrale due giovani hacker si mettono in contatto virtuale con Turing. D’altra parte sia la vita che le opere di Turing sembrano essere all’insegna della non omologazione, contro il conformismo. È questa l’eredità maggiore di Turing?

Conformismo e omologazione son sempre brutte malattie e un genio come Turing ci ha passato forti anticorpi. Alan è stato un outsider per eccellenza, e si potrebbe anche identificarlo come il primo hacker della storia. E’ stato il suo genio assoluto a sfondare i confini del proibito e del non pensabile come l’idea di riprodurre meccanicamente alcune funzioni del cervello umano, ed è un’icona del coraggio della verità che ha saputo opporre alle assurde leggi britanniche che punivano l’omosessualità. Raccontare la sua stoia attraverso due hackers dei giorni nostri, a di là di questo parallelismo, era un modo per andare oltre alla classica pièce biografica e tentare invece di connettere il presente tecnologico con la storia della sua origine ovvero raccontare la genesi della tecnologia digitale attraverso strumenti appunto digitali.

Turing visse una vita da outsider, ed è anche oggi meno noto rispetto a molti altri scienziati del Novecento. Perché il nome di Turing è così misconosciuto?

In realtà le cause credo siano di diversa natura e la principale è riscontrabile nella segretezza totale alla quale erano tenuti coloro i quali come Turing lavoravano a Bletchey Park per i servizi segreti inglesi e l’avventura della decrittazione del codice Enigma avvenuta anche grazie all’attività di Colossus, il primo calcolatore a valvole, fu un avvenimento con aspetti delicati rispetto alle strategie belliche e diplomatiche. Poi si può anche dire che a volte il successo di massa è legato a piccoli fattori che imprevedibilmente a volte portano alla fama, altre volte no.

Per approfondimenti: www.valeriapatera.it

 

Il professor Roberto Giacobazzi del dipartimento di Informatica dell'Università di Verona, intervistato da Cristina Tognaccini, è un esperto della vita di Turing. Nell'intervista racconta il comportamento della Gran Bretagna nei confronti di Turing prima e dopo il suo suicidio. Conclude parlando della posizione attuale nei confronti dello scienziato e di come l'Inghilterra si sia preparata quest'anno a festeggiare il centenario della sua nascita come merita.

 

 

Eventi...e Olimpiadi! Valentina Daelli e Cristina Tognaccini 

Non solo mente e scienza. Alan Turing fu anche un eccellente atleta che nel 1948, ultima volta in cui la Gran Bretagna ospitò le Olimpiadi, gareggiò con la squadra olimpica di maratona, arrivando quinto con 2 ore e 46 minuti, solo 11 minuti più tardi di Thomas Richards altro britannico che vinse la medaglia d’argento. E si dice che abbia perso perché infortunato. Per ricordare anche questo aspetto della sua vita  e celebrare il centenario della sua nascita che ricorre proprio nell’anno delle olimpiadi di Londra, James Law, ricercatore nella facoltà di computer science alla Aberystwyth University, in Galles, ha candidato come possibile tedoforo il robottino iCub. La torcia olimpica viaggerà per 70 giorni e saranno 8000 le persone designate per portarla, ognuna delle quali capace, con la propria storia, d’ispirare milioni di persone che guardano in tutto il mondo. E quale miglior fonte d’ispirazione per le generazioni future se non proprio Alan Turing? Ogni tappa del viaggio è di soli 0,2 miglia (circa 322 metri), distanza perfettamente percorribile dal robot, sia di corsa che camminando, ma la sua candidatura è ancora in dubbio. Per portare la torcia sono infatti necessari più di 12 anni e la residenza in Gran Bretagna, requisiti entrambi mancanti al piccolo robot, nato appena 3 anni fa e alto esattamente come un bambino della sua età. Se non dovesse andare in porto l’idea del tedoforo-robot, niente paura, ci sono molti altri eventi in tutto il globo per festeggiare il matematico inglese. Mostre, conferenze, spettacoli teatrali,  diversi eventi in tutto il mondo si sono susseguiti negli scorsi mesi, da Reykjavik a Calgari, da Gerusalemme a Manila. In particolare a Manchester, dove Turing visse dal 1948, si svolgerà dal 22 al 25 giugno il principale tra gli eventi a lui dedicati. Turing 100 – The Alan Turing Centenary Conference, nell’Università di Manchester. Anche Cambridge e Bletchley Park, altri luoghi fondamentali nella vita professionali del matematico, celebreranno il centenario della sua nascita, il 23 giugno. A Bletchley Park, chiunque potrà visitare in quella giornata il luogo in cui Turing decifrò, durante la Seconda Guerra Mondiale, i codici utilizzati dai nazisti. L’opera teatrale Breaking the code, di Hugh Whitemore, sarà in scena in diversi teatri europei da settembre a novembre, con la compagnia University Players. In Italia, Cesena e Urbino ricorderanno l’importanza di Turing per lo sviluppo dell’intelligenza artificiale e le scienze cognitive, con la Scuola estiva di Filosofia della Fisica dal 19 al 24 settembre, e la conferenza dell’Accademia Internazionale di Filosofia della Scienza, dal 25 al 27 settembre. Anche l’Università di Bari, il 5 ottobre, celebrerà l’anno di Turing con la conferenza Machines, Algorithms and Computer Science in the Centenary Celebrations of Alan Turing.