Cibernetica

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« I molti automi dell'epoca presente sono collegati al mondo esterno sia per quanto riguarda la ricezione di impressioni che per l'esecuzione di azioni. (....) Non è affatto miracoloso che possano essere trattati in un'unica teoria assieme con i meccanismi della fisiologia. (....) In effetti, l'intera controversia meccanicismo - vitalismo è stata relegata nell'ambito dei problemi mal posti[1]. »
« L'informazione è informazione, non materia o energia. Al giorno d'oggi, nessun materialismo che non ammetta questo può sopravvivere[2]. »
(Norbert Wiener)

Il termine cibernetica ha indicato, ed in parte indica anche tuttora, un vasto programma di ricerca interdisciplinare con l'obiettivo di studiare in modo unitario gli organismi viventi ed altri sistemi, sia naturali che artificiali, utilizzando gli strumenti concettuali sviluppati dalle tecnologie dell'autoregolazione, della comunicazione e del calcolo automatico. La cibernetica è nata dunque come un campo di studi comune tra le scienze, l'ingegneria ed alcune parti della filosofia. Il termine fu coniato nel 1947 dal matematico statunitense Norbert Wiener, che lo usò in un suo libro[3] di grande successo.

Il grande dibattito innescato dalla cibernetica in ambito scientifico durò alcuni decenni dopo la pubblicazione del libro di Wiener. Successivamente, l'espansione impetuosa delle conoscenze matematiche, biologiche, tecnologiche di interesse della cibernetica ha via via reso meno attuale la sintesi iniziale di Wiener. Inoltre, alcuni obiettivi della cibernetica erano forse troppo ambiziosi per l'epoca; le conoscenze su molti argomenti erano ancora rudimentali (si pensi alla fisiologia del sistema nervoso centrale o alla teoria dell'intelligenza artificiale) e la tecnologia allora disponibile non permetteva realizzazioni sofisticate. Il campo di studio originario della cibernetica è oggi occupato quindi da molte scienze autonome, pur se in qualche modo discendenti da una comune radice, che ne affrontano i temi con metodi non sempre conciliabili in un quadro unitario[4].

Storia del termine[modifica | modifica wikitesto]

La parola greca antica kybernetes (κυβερνήτης) indica il pilota di una nave. La radice kyber sta per "timone" e trova un parallelo nel latino guber, che ritroviamo nel gubernator, timoniere. Kyber e guber fanno evidente riferimento ad una comune progenitrice indoeuropea che significava timone. In ambedue le lingue il termine assume anche, per estensione, un significato metaforico che indicare colui che guida, o governa, una città o uno Stato: già nel greco di Platone[5] è attestata, in questo significato più ampio di arte del governo, l'espressione kybernetikè techne.

Nell'accezione politica di Platone, il termine viene ripreso nel 1834 da Ampère, nella sua ampia classificazione delle scienze, e qualche anno più tardi anche dal filosofo polacco Bronisław Trentowski.

Parallelamente, con la rivoluzione industriale, nasceva per la prima volta l'esigenza di costruire macchine che fossero in grado di regolare il proprio funzionamento in modo automatico, cioè senza l'intervento umano. L'esempio tipico è quello della macchine a vapore, che doveva erogare una potenza costante in condizioni di carico variabili. Questo problema di controllo fu risolto per primo nel 1789 da James Watt, con il cosiddetto regolatore centrifugo di velocità; fu però necessario quasi un secolo prima che James Clerk Maxwell, nel 1868, fornisse la descrizione matematica del comportamento del regolatore, individuando le condizioni di un suo comportamento stabile. Maxwell introduce in quest'opera il termine governor per indicare il meccanismo di regolazione[6].

Indipendentemente da Platone ed Ampère, ma con un esplicito omaggio a Maxwell, il termine fu reintrodotta da Wiener nell'estate del 1947, anglicizzato in cybernetics, nell'atto di dare il titolo al proprio libro che uscirà l'anno successivo: Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine[7]. Nelle intenzioni del suo autore, il libro proponeva un vasto programma di ricerca ed, in prospettiva, teneva a battesimo una nuova scienza, fondata appunto sullo studio unificato di animali e macchine dal punto di vista delle teorie del controllo automatico, della comunicazione e del calcolo automatico.

Al momento della sua creazione, il termine conobbe un successo molto elevato, sia in ambito scientifico che presso il pubblico. Quest'ultimo continua ancora oggi, seppure in un senso improprio e lontano dal significato originale, attraverso l'uso del prefisso "ciber-" (o "cyber-") ad indicare genericamente una connessione con la moderna tecnologia dell'informazione[8]. L'uso scientifico del termine è invece declinato, parallelamente alla vitalità del movimento, dopo la dispersione del gruppo originale dei primi scienziati raccolti attorno a Wiener e la morte di questi nel 1964.

Le radici della cibernetica[modifica | modifica wikitesto]

Lo sviluppo tecnologico[modifica | modifica wikitesto]

La cibernetica si fonda sull'uso di strumenti di analisi mutuati da alcune tecnologie, legate da un comune interesse alla elaborazione dell'informazione. Queste tecnologie conobbero un particolare sviluppo nel secolo scorso, ed in alcune di esse Wiener lasciò anche contributi importanti; ne ripercorriamo qui gli sviluppi essenziali.

L'evoluzione storica dei sistemi di controllo automatico[9][10], come abbiamo visto, inizia praticamente con la regolazione della velocità dei motori a vapore. Le applicazioni crebbero molto nei decenni successivi, ma restarono sostanzialmente confinate allo sviluppo di servomeccanismi, nell'ambito dei campi di interesse dell'ingegneria meccanica, finché all'inizio del sec. XX la nascente tecnologia elettronica non aprì ambiti applicativi totalmente nuovi. Nel 1927 Harold Black dei Bell Labs, per risolvere problemi di comunicazione telefonica a lunga distanza, progettò il primo amplificatore basato sull'uso della retroazione. In questo modo si poteva aumentare la larghezza di banda dell'amplificatore, al costo però di maggiori rischi di instabilità del sistema; l'attenzione su questi nuovi problemi favorì lo sviluppo di nuovi studi sulla stabilità, quali quelli di Harry Nyquist e Hendrik Bode, anch'essi dei Bell Labs.

Con la guerra, i problemi applicativi si concentrarono sull'automazione dei sistemi di puntamento antiaereo basati sulle informazioni fornite dal radar per la rilevazione del bersaglio. Al crescere della complessità di questi sistemi, cresceva anche la connessione tra i problemi di controllo e quelli di comunicazione. All'inizio degli anni '40, Wiener affrontò per il governo USA questo problema, che richiedeva l'elaborazione dei segnali ricevuti con operazioni di filtraggio (per eliminare dal segnale radar ricevuto il rumore indesiderato ad esso sovrapposto) e di predizione (per individuare la posizione futura del bersaglio mobile, sulla base delle informazioni deducibili dalla sua storia passata)[11]; questo permetteva al meccanismo di puntamento di dirigere il tiro nel punto dove, nel prossimo futuro, fosse massima la probabilità di trovare il bersaglio. Il risultato di questa ricerca, poi pubblicata nel 1949[12], conferma, tra l'altro, che gli strumenti matematici necessari per affrontare i problemi citati sono quelli statistici, già usati da Wiener negli studi sul moto browniano[13] e sull'analisi armonica[14][15].

Come quello dei controlli automatici, anche lo sviluppo delle comunicazioni elettriche (dal telegrafo, introdotto da Samuel Morse nel 1837, al telefono, che Alexander Bell sperimentò con successo nel 1876, alle trasmissioni senza fili, che dai brevetti di Tesla (1896) e di Marconi (1897) portarono fino alla radio ed al radar) vide delle forti innovazioni tecnologiche, ma una relativa costanza dei problemi di base. Da un lato, occorreva evitare il più possibile che il segnale da trasmettere venisse disturbato da rumore indesiderato; dall'altro, si trattava di formalizzare e dare un fondamento quantitativo ad un concetto apparentemente intuitivo come quello di "informazione", per valutare la massima quantità di informazione trasmissibile, anche ricorrendo a variazioni (codifiche) del messaggio da trasmettere. Il primo problema ricevette, come abbiamo visto, un contributo fondamentale da Wiener nell'ambito dello sviluppo del sistema di puntamento. Per il secondo, i primi risultati furono raggiunti, negli anni tra le due guerre, ai Bell Labs da studiosi come Nyquist ed Hartley. Finalmente, nel 1948 (lo stesso anno del libro di Wiener sulla cibernetica) C. E. Shannon, anch'egli dei Bell Labs, pubblicò i suoi due fondamentali articoli su A Mathematical Theory of Communication[16], che affrontava tutte le questioni accennate, fondando la moderna teoria dell'informazione. Anche nel lavoro di Shannon, come in quello di Wiener, la statistica ed il calcolo delle probabilità costituiscono lo strumento principe di analisi; lo stesso Shannon rese esplicitamente omaggio alla tradizione della meccanica statistica utilizzando il termine "entropia"[17] come sinonimo di "quantità di informazione".

La nascita delle macchine calcolatrici è un processo che ha avuto le sue radici concettuali nei secoli precedenti al novecento, ma che di fatto ha iniziato a produrre risultati significativi con la disponibilità dei primi dispositivi elettromeccanici e, soprattutto, elettronici a vuoto. Nei decenni tra le due guerre assistiamo ad uno sviluppo tecnologico impetuoso che portò alla costruzione, durante la II guerra mondiale, di macchine calcolatrici pienamente funzionanti, fondamentali per la soluzione di importanti problemi militari. Tuttavia, in questo processo un ruolo fondamentale fu svolto da una intuizione che proveniva da un ambito apparentemente lontano, quello delle ricerche sulla logica ed i fondamenti della matematica. Nel 1936, infatti, Alan Turing pubblicò il suo lavoro On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem,[18] nel quale definiva un modello di macchina calcolatrice, oggi nota come macchina di Turing. Questa macchina, anche se di livello astratto, e pensata per scopi esclusivamente teorici, come l'analisi del concetto logico di “computabilità”, rappresenta tuttavia il modello del moderno calcolatore elettronico digitale. Questo può essere considerato definitivamente nato negli USA con le macchine ENIAC ed EDVAC; un report del 1945, redatto da John von Neumann[19], che descrive il funzionamento del secondo, definisce un modello di architettura, detto appunto di von Neumann[20], seguito da praticamente tutti gli elaboratori prodotti da allora[21]. È interessante notare come von Neumann fosse ben conscio dell'influenza del lavoro di Turing sullo sviluppo successivo delle macchine calcolatrici automatiche[22].

La connessione tra calcolatori e logica fu ribadita nel 1937 da Shannon, che nella propria tesi di laurea A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits[23] dimostrò come il calcolo delle proposizioni espresso dall'algebra di Boole potesse essere usato per analizzare e progettare l'hardware di un calcolatore digitale.

L'animale e la macchina[modifica | modifica wikitesto]

L'interesse della cibernetica allo studio comparato di animali e macchine ha le sue radici nella lunga storia degli automi[24], cioe' macchine in grado di imitare funzioni tipiche dell'essere vivente.

Nel passato lo studio degli automi si è concentrato sugli aspetti meccanici ed energetici, in analogia con le caratteristiche delle tecnologie del momento. Dall'inizio del secolo XX, tuttavia, si possono riscontrare alcuni casi nei quali il concetto di automa evolve, iniziando a comprendere la capacità di interazione con l'ambiente circostante, dal quale la macchina può ricevere delle informazioni che, a loro volta, contribuiscono ad influenzarne il comportamento[25]. Questo processo inizia nell'ambito della discussione tra i fisiologi e gli psicologi sull'intepretazione dei fenomeni della vita, in atto dall'inizio del secolo scorso, che opponeva una concezione meccanicistica e riduzionista, di origine positivista, ad una vitalistica. Per la prima volta, la tecnologia elettromeccanica permetteva di concepire, ed anche di costruire, macchine, sia pure rudimentali, che interagiscono con l'ambiente ricevendone segnali e variando il proprio comportamento sulla base di questi. In un dibattito che coinvolgeva fisiologi e psicologi quali Loeb, Thorndike, McDougall, Meyer, Hull, Rashevsky,Craik, macchine di questo tipo furono usate per dimostrare come un oggetto inorganico potesse simulare una funzione tipica dell'animale, in quanto orientata ad uno scopo, quale, ad esempio, l'orientamento verso la sorgente di uno stimolo, o intelligente, quali la memoria e l'apprendimento. Si tratta di un riduzionismo di tipo nuovo, nel quale è fondamentale (anche se ancora non chiaramente riconosciuto ed enunciato) il concetto di scambio di informazioni tra automa ed ambiente[26]. Tra i nomi prima citati, Kenneth Craik, prematuramente scomparso nel 1945, può essere considerato un vero precursore della cibernetica, enunciatore di tesi simili a quelle di Wiener sullo studio unificato di animale e macchina.

La progettazione, anche solo ideale, e la costruzione di automi, nello spirito indicato, è divenuto poi uno strumento costante di analisi della cibernetica, poi ereditato dall'Intelligenza Artificiale. Tra gli esempi di automi più noti, concepiti negli anni di maggior risonanza della cibernetica, si possono citare tra gli altri l'"omeostato" di Ross Ashby, la ”tartaruga” di Grey Walter[27], il ”topo” solutore di labirinti di Shannon, la "cimice"/"tignola" di Singleton e Wiener, che illustra i meccanismi neurologici del tremore degli arti[28], eccetera[29].

L'omeostasi[modifica | modifica wikitesto]

Nell'ambito della fisiologia, già nel secolo XIX Claude Bernard aveva identificato una delle caratteristiche fondamentali degli esseri viventi nella capacità di mantenere, nel proprio "milieu intérieur" (o "ambiente interno", costituito dai fluidi circolanti nel corpo), la costanza nel tempo dei parametri che garantiscono la vita. Queste osservazioni vennero riprese dai fisiologi J. S. Haldane e L. J. Henderson all'inizio del secolo successivo, e finalmente sviluppate appieno dal fisiologo americano Walter Cannon, che nel suo libro The wisdom of the body (1932), richiamandosi esplicitamente a Bernard, presentò una descrizione di vari sistemi di controllo presenti negli organismi (quali quelli di controllo della composizione del sangue o della temperatura del corpo). Cannon chiamò omeostasi la capacità degli essere viventi di mantenere inalterati i propri parametri vitali, reagendo ai disturbi esterni. L'analogia di questo concetto con quello di stabilità di un sistema è facile da cogliere, e Cannon accenna al fatto che lo studio della fisiologia degli organismi può aiutare nella comprensione dei problemi di "altri tipi di organizzazioni"[30][31].

L'opera di Wiener e lo sviluppo della cibernetica[modifica | modifica wikitesto]

Behavior, Purpose and Teleology[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso Wiener fa risalire la nascita delle idee che condussero alla cibernetica ad un ciclo di incontri tenuti, a partire dagli anni '30 e fino al 1943, presso la Harvard Medical School, dove medici e ricercatori discutevano di problemi interdisciplinari e di metodo scientifico con matematici, fisici ed ingegneri[32]. Wiener, all'epoca un matematico del MIT già affermato, incontrò qui il fisiologo messicano Arturo Rosenblueth, che conduceva gli incontri e che divenne poi suo collaboratore in varie ricerche sui meccanismi di controllo neuromuscolari, oltre che principale interlocutore sui problemi metodologici[33]. Rosenblueth era allievo di Cannon, che ad Harvard dirigeva il dipartimento di Fisiologia della Medical School[34][35].

Successivamente, al MIT, Wiener si dedicò al progetto dei sistemi di puntamento antiaereo, lavorando con il matematico ed ingegnere Julian Bigelow, anche qui in un ambito interdisciplinare che coinvolgeva matematica e vari campi della tecnologia.

La riflessione sulla retroazione, sviluppata in queste esperienze, condusse Wiener, con Rosenblueth e Bigelow, a proporre, nell'articolo del 1943 Behavior, Purpose and Teleology[36], una forma di analisi basata, piuttosto che sulla struttura interna degli oggetti di studio (metodo funzionale), sui loro comportamenti (behavior) osservabili dall'esterno (metodo comportamentale). Da questo punto di vista, macchine ed organismi viventi sono assimilabili, in quanto ambedue in grado di perseguire il raggiungimento di un obiettivo (purpose), grazie all'uso di meccanismi di retroazione. Questa, nei casi più complessi, può essere predittiva, in grado cioè di tenere conto dell'evoluzione temporale del suo obiettivo; ciò accade, ad esempio, in un animale che caccia una preda in movimento, o in un sistema di puntamento antiaereo, nel quale il tiro avviene verso la posizione stimata futura del bersaglio. I comportamenti teleologici vengono quindi definiti come quelli orientati ad uno scopo e guidati dalla retroazione che in questo modo diviene, da concetto puramente tecnologico, lo strumento di una "forma di analisi comune" che "può essere usata per studiare i comportamenti sia delle macchine che degli organismi viventi, indipendentemente dalla loro complessità". Il mondo della biologia e dell'intelligenza diventa così comprensibile senza richiedere l'ipotesi dell'esistenza di una causa finale, e quindi una visione metafisica o non deterministica della realtà[37][38].

La modalità di analisi formalizzata nell'articolo sarà poi usata abitualmente in ambito cibernetico da vari autori: per evitare di dover analizzare sistemi di struttura complessa o sconosciuta, ci si concentra invece sullo sviluppo di modelli, anche semplici, che mostrino pero' i tratti essenziali del comportamento di interesse[39].

Proposte analoghe erano state avanzate in Gran Bretagna negli stessi anni da W. Ross Ashby[40] e da Kenneth Craik. Quest'ultimo, uno psicologo coinvolto anch'egli durante la guerra nell'analisi dei sistemi di puntamento, nello scritto The mechanism of human action (1943 - 1945, poi pubblicato postumo) aveva tracciato una distinzione nell'analisi psicologica tra metodi analitico e sintetico, analoga a quella tra analisi funzionale e comportamentale di Wiener e colleghi[41], mostrando come modelli sintetici che impiegano la retroazione possono aiutare a superare la barriera tra mondo inorganico ed intelligenza invocata dal vitalismo.

Il sistema nervoso come macchina logica[modifica | modifica wikitesto]

Negli Stati Uniti, il mondo della della ricerca scientifica entrò in contatto con il calcolatore digitale negli anni della guerra ed in quelli immediatamente precedenti. Wiener racconta che il suo interesse per questa tecnologia nacque inizialmente dalla sua collaborazione con Vannevar Bush allo studio dell'analizzatore differenziale. Da quell'esperienza egli trasse la convinzione che fosse necessario passare ad una architettura di calcolatore completamente elettronico, digitale e basato sul sistema di numerazione binario[42]. Anche John von Neumann, uno dei maggiori matematici del XX secolo, membro del prestigioso IAS a Princeton, e già in contatto con Wiener, iniziò ad occuparsi attivamente di calcolo automatico nel suo ruolo di consulente del governo USA, per la risoluzione di problemi di calcolo numerico di interesse militare. Va anche detto che von Neumann, che aveva prodotto risultati importanti nel campo della logica, aveva conosciuto Turing all'IAS già nel 1936, e gli aveva offerto una posizione nell'Istituto[43].

Anche il mondo della neurofisiologia fu interessato nello stesso periodo da una svolta importante, impressa dal neurofisiologo Warren McCulloch. Wiener ebbe l'occasione di incontrarlo tramite Rosenblueth, e successivamente, nel 1942, ad un convegno della Fondazione Macy[44] di New York. McCulloch lavorava ad un modello formale dell'attività neuronale, che non riusciva a completare a causa delle difficoltà tecniche dell'argomento. Egli potè superarle solo grazie all'incontro, a Chicago, con il giovanissimo logico e matematico Walter Pitts, che conosceva a fondo le logiche di Carnap e Russell. Il loro lavoro diede luogo, nel 1943, al fondamentale articolo A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity[45]. Nello stesso anno, Wiener accolse Pitts nel suo gruppo di lavoro al MIT e, presumibilmente, lo mise in contatto, assieme a McCulloch, con von Neumann[46][47].

Il risultato di McCulloch e Pitts resta la prima formalizzazione dell'equivalenza logica tra il sistema nervoso ed un calcolatore elettronico, e della possibilità di descrivere ambedue con strumenti della logica formale. Gli autori mostrarono infatti che una rete neuronale può essere descritta dalla logica delle proposizioni e quindi dall'algebra di Boole[48], analogamente a quanto trovato sei anni prima da Shannon per i circuiti digitali. Von Neumann commentò: "Si è sostenuto spesso che le attività e le funzioni del sistema nervoso umano siano così complesse da non poter essere eseguite da nessun meccanismo ... Il risultato di McCulloch e Pitts mette fine a tutto questo e prova che tutto ciò che può essere descritto completamente e senza ambiguità a parole, può essere ipso facto realizzato con una rete neurale finita"[49]. Nel suo "First Draft" del 1945 sull'architettura dell'EDVAC egli citò esplicitamente i risultati di McCulloch e Pitts, usandoli come modello (l'unico disponibile all'epoca) di un circuito digitale sincrono.

Dopo l'articolo del 1943, McCulloch e Pitts pubblicarono anche altri rilevanti risultati. Nel 1947, ad esempio, in On How We Know Universals: The Perception of Auditory and Visual Forms[50], che Wiener cita estensivamente in La cibernetica [51], approfondirono i meccanismi di percezione e di costruzione degli universali. Dal loro modello di reti di neuroni nacque un filone di studi, ancora oggi fiorente, sullo sviluppo di modelli formali del sistema nervoso per permettere lo studio teorico di processi come la percezione e l'apprendimento[52][53].

Wiener avvertì la necessità di un approfondimento di questi temi, anche dal punto di vista delle sue tesi su teleologia e retroazione. Egli promosse quindi, assieme a von Neumann, un incontro che si tenne a Princeton, all'inizio del 1945, con la partecipazione, tra gli altri, di Wiener, McCulloch e Pitts, del neurofisiologo Lorente de Nò, del matematico ed esperto di calcolatori H. Goldstine[54]. Questo incontro costituì la prima occasione di contatto tra matematici, ingegneri del controllo e del calcolo automatico, e neurofisiologi, che rappresentavano le discipline sulle quali sarà costruito l'impianto de La cibernetica. Esso rappresentò, inoltre, il primo nucleo di quelle che poi furono le "Macy Conferences on Cybernetics", che saranno promosse dalla Fondazione Macy a partire dal 1946.

In seguito, von Neumann espresse scetticismo sulla possibilità di affrontare lo studio del funzionamento del cervello umano sulla base delle conoscenze di neurofisiologia allora disponibili[55], probabilmente ritenendo che la sintesi operata in quest'ambito da Wiener in La cibernetica fosse prematura. Negli anni seguenti, usando il concetto logico-matematico di automa, sviluppò varie analisi di funzioni tipiche degli esseri viventi, quali la capacità di riproduzione (che affrontò in Theory of Self-Reproducing Automata, fondando lo studio degli automi cellulari), o quella di fornire prestazioni affidabili partendo da componenti soggetti ad errori. Questi documenti, rimasti allo stato di abbozzo anche a causa della prematura scomparsa dell'autore, avvenuta nel 1957, suggeriscono un suo piano per arrivare ad una propria teoria unitaria del cervello e delle macchine calcolatrici[56].

Cybernetics[modifica | modifica wikitesto]

Per Wiener e per tutti coloro con interessi simili, una importante occasione di stabilire nuovi contatti e scambiare idee venne dagli incontri interdisciplinari promossi dalla Fondazione Macy. Questa organizzò dal 1946 al 1953, con cadenza semestrale, dieci conferenze che diedero la possibilità al gruppo dei primi pionieri della cibernetica di incontrare personalità quali Shannon, il neuroanatomista Gerhardt von Bonin, gli psicologi Heinrich Klüwer, Kurt Lewin e Milton Erickson, gli antropologi Margaret Mead e Gregory Bateson, l'economista Oskar Morgenstern, ed altri[57][58].

È sotto l'impulso delle conferenze interdisciplinari dalla Fondazione[59], e nel clima di dialogo e confronto con gli altri partecipanti, che Wiener conia il termine cibernetica, e pubblica nel 1948 la sua opera omonima. Questa abbraccia un ambito interdisciplinare molto vasto, che comprende la matematica dei processi aleatori e dell'analisi armonica, la teoria del controllo e delle comunicazioni, la fisiologia generale e quella del sistema nervoso, la logica, la psicologia. L'obiettivo del lavoro è sempre quello duplice che ha sin qui motivato l'autore: usare i nuovi strumenti concettuali sviluppati nello studio delle macchine per arrivare ad una migliore comprensione degli esseri viventi, e progettare macchine in grado di emulare le prestazioni ed il comportamento degli animali. Nell'opera possono essere individuati alcuni temi prevalenti:

  • L'assunzione della meccanica statistica come strumento matematico unitario per la descrizione sia dei fenomeni della vita che del funzionamento delle macchine che elaborano informazione[60];
  • il ruolo delle teorie della comunicazione e del controllo nell'analisi dei sistemi viventi[61];
  • il funzionamento del cervello e del sistema nervoso ed i possibili paralleli con gli elaboratori elettronici digitali[62];
  • le possibili applicazioni della cibernetica alle scienze sociali (sulle quali Wiener esprime comunque il suo scetticismo)[63].

I due capitoli IX e X, aggiunti con la seconda edizione, affrontano i temi dell'apprendimento, della auto-replicazione e dell'auto-organizzazione nei sistemi complessi.

Altri contributi[modifica | modifica wikitesto]

Il gruppo delle Macy Conferences ed il libro di Wiener aiutarono a diffondere i principi del metodo cibernetico ed a far nascere varie iniziative scientifiche che ad esso si richiamarono esplicitamente.

Negli Stati Uniti furono attivi, tra gli altri, il fisico Heinz von Foerster, l'ingegnere Jay Forrester, gli psicologi Gordon Pask ed Ernst von Glasersfeld.

In Gran Bretagna viene spesso considerato un anticipatore dell'analisi cibernetica lo psicologo Kenneth Craik, prematuramente scomparso nel 1945. Più tardi, tra il 1949 ed il 1958, alcuni scienziati interessati alle relazioni tra macchine ed organismi naturali avevano dato vita ad un gruppo informale, noto come Ratio Club. Tra i suoi frequentatori sono da ricordare lo psichiatra W. Ross Ashby ed il neurofisiologo William Grey Walter[64]. Lo stesso Turing, anch'egli socio del club, sviluppò dopo la guerra un interesse per l'analisi matematica di problemi biologici[65].

Al di fuori del Ratio Club, il premio Nobel ungherese naturalizzato britannico Dennis Gabor, pur non aderendo al movimento cibernetico, perseguì interessi molto simili. Più tardi, Stafford Beer introdusse nell'ambito degli interessi cibernetici la ricerca operativa ed i problemi organizzativi.

In Unione Sovietica, nonostante problemi ideologici e politici legati alla difficoltà dei rapporti con l'Occidente, gli studi cibernetici si diffusero ampiamente. Peraltro, la matematica sovietica (con studiosi quali Lyapunov, Markov, Kolmogorov, Khintchine, Stratonovich, Pontryagin, ed altri) era tradizionalmente impegnata in aree di interesse cibernetico, quali lo studio dei processi stocastici, le teorie dei segnali, dell'informazione e del controllo.

In Cile va ricordata l'attività dei biologi Humberto Maturana, già collaboratore di McCulloch e Pitts, e Francisco Varela.

La cibernetica in Italia[modifica | modifica wikitesto]

Lo sviluppo[modifica | modifica wikitesto]

In Italia le idee di Wiener si diffusero fortemente nella comunità accademica degli epistemologi e dei fisici. Precedentemente all'ultima riforma universitaria l'ordinamento accademico italiano prevedeva anche una laurea in fisica-cibernetica e presso la facoltà di scienze fu istituita una cattedra in cibernetica, ancora oggi attiva in qualche facoltà ma con contenuti didattici molto variegati.

Tra i principali gruppi di ricerca cibernetici che operarono in Italia vanno citate quello napoletano, quello genovese, e la scuola operativa italiana (SOI)[66].

Il primo nacque dalla iniziativa del fisico teorico Eduardo Renato Caianiello, il quale fondo' nel 1957 l'Istituto di fisica teorica dell'Universita' di Napoli, e successivamente formo' al suo interno, in collaborazione con il CNR, un Gruppo di Cibernetica con sede a Pozzuoli. Caianiello si dedicò principalmente allo studio delle reti neurali; con lui collaborò sin dall'inizio Valentino von Braitenberg, neurofisiologo, e per un periodo anche il fisico, matematico e ingegnere Giacomo della Riccia, poi ultimo collaboratore di Wiener al MIT. Caianello, che conobbe personalmente Wiener nel 1954, e lo ricevette poi più volte a Napoli, mantenne relazioni di collaborazione con questi ed altri esponenti di primo piano della cibernetica. Tra i membri della scuola di Caianiello non possono essere dimenticati i fisici e matematici Luigi Maria Ricciardi[67], Francesco Lauria, Aldo De Luca e Settimo Termini.

Anche ll secondo gruppo nacque ad iniziativa del CNR, che creò il Laboratorio di cibernetica e biofisica di Genova, con sede a Camogli, particolarmente attivo, con il suo promotore, il biofisico Antonio Borsellino (1915-1992), Augusto Gamba (1923-1996), ed altri, nella ricerca sui sistemi adattivi di apprendimento e riconoscimento delle forme. Il sistema PAPA (Programmatore ed Analizzatore Probabilistico Automatico), da essi proposto a partire dal 1961, suscitò attenzione ed interesse a livello internazionale.

Oggi il centro di Camogli costituisce, assieme ad altri laboratori del CNR a Milano, Pisa, Palermo e Trento, l'Istituto di Biofisica del CNR[68], che si occupa dello studio della struttura e dei meccanismi di funzionamento dei sistemi biologici con metodi interdisciplinari tipici della fisica e della matematica. Dal canto suo, l’attuale Istituto di cibernetica napoletano[69], accanto a progetti di bioinformatica e di reti neurali, ha sviluppato prevalentemente ricerche in fisica della superconduttività. Infine, sia nell’Università di Genova sia in quella di Napoli Federico II sono stati inaugurati importanti laboratori di robotica.

La scuola operativa italiana, fondata da Silvio Ceccato, operò principalmente in ambito linguistico. Con Ceccato collaborarono Giuseppe Vaccarino e Vittorio Somenzi. Di Somenzi va ricordata l'antologia La filosofia degli automi[70], che per prima presento' in italiano i testi classici della cibernetica. Egli fu poi docente di filosofia della scienza presso La Sapienza a Roma, ove nello studio metodologico e filosofico della cibernetica e dell'intelligenza artificiale gli è succeduto Roberto Cordeschi.

Altri cibernetici italiani sono Giuseppe Trautteur[71], Giuseppe O. Longo, Fabio Abbattista.

La diaspora[modifica | modifica wikitesto]

I cibernetici oggi, di fatto, in Italia come altrove, non costituiscono un gruppo di ricerca omogeneo, occupandosi di temi anche difficilmente conciliabili in un quadro unitario. Molti sono attivi nel settore dell'intelligenza artificiale con particolare attenzione agli aspetti filosofici del rapporto mente-macchina (come ad esempio Trautteur e Cordeschi). Questi ricercatori di fatto afferiscono al settore delle scienze cognitive.

Altri, pur allontanandosi dalle idee cibernetiche, sono rimasti nell'ambito più applicativo dell'informatica e dell'ingegneria del software (come ad esempio A. Visaggio); altri ancora hanno preferito seguire gli aspetti più teorici della cibernetica come la teoria degli automi o la teoria dell'informazione (come ad esempio De Luca e Longo).

La nascita di una storiografia della cibernetica[modifica | modifica wikitesto]

Spentosi il clamore sulla cibernetica, dopo la fine degli anni Sessanta, subentrò l'ignoranza di cosa fosse stata nel dettaglio questa grandiosa esperienza scientifica, dove risiedono - come detto - molte delle radici delle scienze e tecnologie attuali. Cio' dipendeva anche dalla scarsa attenzione alla storia degli eventi tipica del mondo della ricerca, sempre proiettato verso il nuovo. Così ci ritrovammo senza cibernetica e senza sapere cosa fosse stata.

Anche per l'effetto distanziante del tempo e ad opera soprattutto di outsiders, a partire dal 1980 è nata una storiografia avvertita della cibernetica. Va citata innanzitutto quella che si è concentrata sulla figura di Wiener.

Il primo ad inaugurare questa storiografia fu il fisico statunitense, Steve J. Heims, che aveva scoperto con meraviglia la complessa nebulosa cibernetica delle origini, e gli dedicò due ampie opere: una che confronta von Neumann e Wiener[72], l'altra dedicata alle Macy Conferences on Cybernetics[73].

Gli fece seguito, nel 1990, un libro di Pesi R. Masani, matematico che aveva lavorato a fianco di Wiener negli ultimi anni della sua vita, e coglie globalmente la figura di Wiener entrando nei particolari della matematica wieneriana, cercando di renderla comprensibile ai più, e dando in proposito un contributo fondamentale[74].

Nel 1994 ha cominciato a dedicarsi allo studio della figura di Wiener Leone Montagnini, che ha approfondito gli aspetti filosofici e sociologici della sua formazione (Wiener aveva un Ph.D. in filosofia) e della sua opera, nonché alcuni fondamentali snodi storiografici sull'evoluzione della cibernetica. Questi contributi sono confluiti, aggiornati e organicamente sistematizzati, nel volume Le armonie del disordine.[75]

L'eredita' della cibernetica[modifica | modifica wikitesto]

La cibernetica ha rappresentato un tentativo di sintesi tra diverse discipline, alcune delle quali all'epoca in fase nascente. Oggi il campo di interessi delineato da Wiener è occupato da varie discipline specialistiche, tutte in qualche modo discendenti da quell'esperienza originaria, nelle quali è prevalente pero' il momento analitico. I problemi da affrontare per arrivare ad una teoria unificata degli animali e delle macchine si sono rivelati, infatti, più complessi di quanto forse potessero apparire nel 1948.

Tra queste discipline si devono citare almeno:

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Wiener 1948/1961, cap. I, pag. 72-73 della II edizione italiana
  2. ^ Wiener 1948/1961, cap. V, pag. 177 della II edizione italiana
  3. ^ Wiener 1948/1961
  4. ^ Enciclopedia Italiana 1978
  5. ^ nel Gorgia ed in La Repubblica
  6. ^ J. C. Maxwell, On Governors
  7. ^ Wiener scrisse anche due altre opere sull'argomento, di taglio più divulgativo, e maggiormente orientate a problemi sociali: vedi Wiener 1950 e Wiener 1964
  8. ^ si pensi a termini quali cyberspazio, cyberpunk, cybersecurity, ecc.
  9. ^ S. Bennet, A bried history of Automatic Control, IEEE Control Systems Society
  10. ^ Neculai Andrei, Modern Control Theory -- A historical perspective
  11. ^ predizione e filtraggio sono in realtà, nell'approccio di Wiener, operazioni simili; vedi filtro di Wiener
  12. ^ Wiener, Norbert, The Extrapolation, Interpolation, and Smoothing of Stationary Time Series, Report of the Services 19, Research Project DIC-6037 MIT, February 1942; poi New York: Wiley, 1949. ISBN 0-262-73005-7. Risultati analoghi erano stati raggiunti indipendentemente, negli stessi anni, da Kolmogorov.
  13. ^ J. L. Doob, Wiener's work in probability theory, Bulletin of The American Mathematical Society, vol 72 n. 1, 1966
  14. ^ P. Masani, Wiener's contribution to Generalized Harmonic Analysis, prediction theory and filter theory, Bulletin of The American Mathematical Society, vol 72 n. 1, 1966
  15. ^ J. J. Benedetto, Generalized Harmonic Analysis and Gabor and wavelets systems
  16. ^ Claude E. Shannon, A Mathematical Theory of Communication, Bell System Technical Journal, vol. 27, luglio e ottobre 1948
  17. ^ sembra su suggerimento di John von Neumann; Shannon ha però sostanzialmente negato questa circostanza, v. (EN) Claude E. Shannon: An Interview Conducted by Robert Price, 28 July 1982, Engineering and Techology History Wiki - IEEE History Center, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.. URL consultato il 19 settembre 2016.
  18. ^ A. M. Turing, On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem (PDF), in Proceedings of the London Mathematical Society, 2, vol. 42, 1937 [Delivered to the Society November 1936], pp. 230–65, DOI:10.1112/plms/s2-42.1.230. e A.M. Turing, On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem: A correction, in Proceedings of the London Mathematical Society, 2, vol. 43, 1938, pp. 544–6, DOI:10.1112/plms/s2-43.6.544.
  19. ^ John von Neumann, First Draft of a Report on the EDVAC, 1945. URL consultato il 24 agosto 2016.
  20. ^ la paternità dell'architettura delle macchine citate va tuttavia attribuita all'intero gruppo di progetto, guidato da John Mauchly e J. Presper Eckert.
  21. ^ la principale alternativa è rappresentata dalla cosiddetta architettura Harvard, la cui paternità è riconducibile ad Howard Aiken, anch'egli interessato ai primi sviluppi della cibernetica
  22. ^ B. Randell, ‘On Alan Turing and the Origins of Digital Computers', in Meltzer, B., Michie, D. (a cura di), Machine Intelligence 7, Edinburgh, Edinburgh University Press, 1972, pag. 10
  23. ^ Claude Shannon, "A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits," tesi del Massachusetts Institute of Technology, 10 agosto 1937, più tardi pubblicata in Trans. AIEE, vol. 57, nº 12, 1938, pp. 713–723, DOI:10.1109/T-AIEE.1938.5057767.
  24. ^ "Automa" su Enciclopedia Italiana online
  25. ^ Wiener 1948/1961, cap. II
  26. ^ per un'analisi del dibattito intellettuale su questi temi e la descrizione di alcune macchine, si rimanda a Cordeschi 1998, capp. I - IV
  27. ^ "Grey Walter’s Anticipatory Tortoises" di Margaret Boden, in: The Rutherford Journal, Volume 2, 2006–2007
  28. ^ Wiener 1950,cap. XI
  29. ^ per un elenco di dispositivi concepiti dall'inizio agli anni '90 del secolo scorso vedi Appendice in Cordeschi 1998
  30. ^ W. B. Cannon, The wisdom of the body, W. W. Norton & C., ediz. rivista nel 1967, ISBN 978-0-393-00205-8; Introduzione, pag. 25
  31. ^ S. J. Cooper, From Claude Bernard to Walter Cannon. Emergence of the concept of homeostasis, Appetite 51 (2008) 419–427
  32. ^ Wiener 1948/1961, Introduzione
  33. ^ a Rosenblueth verra' dedicata La cibernetica
  34. ^ American Physiological Society - Walter Bradford Cannon
  35. ^ Cannon conosceva bene Wiener, in quanto amico personale del padre, Leo; cfr. Hellman 1982, pag. 153 nota; Conway Siegelman
  36. ^ Behavior, Purpose and Teleology, The Philosophy of Science, Volume 10, Number 1, Jan., 1943; tradotto in Wiener1964 e Somenzi 1965/1994. Successivamente l'argomento fu ripreso da Rosenblueth e Wiener in The role of models in in science, The Philosophy of Science, Volume 12, 1945, tradotto in Somenzi 1965/1994; e Purposeful and Non-Purposeful Behavior, The Philosophy of Science, Volume 17, 1950
  37. ^ Hellman 1982
  38. ^ Cordeschi 1998, cap. IV
  39. ^ Le radici di questa modalità di analisi si trovano nello sviluppo degli approcci meccanicisti alla fisologia ed alla psicologia, dall'inizio del secolo fino alla II guerra mondiale, che hanno visto la nascita dei primi automi in grado di interagire con l'ambiente; cfr Cordeschi 1998. Lo sviluppo di modelli, o "automi", accompagna poi tutta la storia della cibernetica: per l'applicazione estensiva e più recente di un metodo analogo, vedi ad es. Braitenberg 1984. Anche il notissimo test di Turing sull'intelligenza di una macchina può essere considerato un caso estremo di questa forma di analisi
  40. ^ Adaptivness and equilibrium, 1940
  41. ^ Cordeschi 1998, cap. IV; Somenzi 1965/1994, Introduzione e cap. I
  42. ^ Wiener 1948/1961, Introduzione
  43. ^ Turing non accettò e scelse rientrare in patria, alla vigilia dello scoppio dela II guerra mondiale. Vedi A. Hodges, Alan Turing. The Enigma, Burnett Books, London 1983 (trad, it: Alan Turing - una biografia, Universale Bollati Boringhieri, 2006, ISBN 88-339-1654-5, pp. 176 - 177)
  44. ^ The Josiah Macy Jr. Foundation
  45. ^ Warren McCulloch and Walter Pitts, A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity, 1943, Bulletin of Mathematical Biophysics 5:115–133
  46. ^ Wiener 1948/1961, Introduzione
  47. ^ Hellman 1982 pag. 206 nota 70
  48. ^ l'equivalenza fu provata rigorosamente nel 1956 da Kleene, che dimostrò che una rete neurale di McCulloch e Pitts è un automa a stati finiti
  49. ^ J. von Neumann, The general and logical theory of automata, tradotto in Somenzi 1965/1994
  50. ^ Bulletin of Mathematical Biophysics, 1947, 9:127-147
  51. ^ Wiener 1948/1961, Introduzione e cap. VI
  52. ^ G. Piccinini, The first computational theory of mind and brain, Synthese 141: 175–215, 2004
  53. ^ Alcuni prototipi basati sulle teorie di Mc Culloghs e Pitts, comparsi negli anni di maggiore sviluppo della cibernetica, sono stati il "perceptron" di Rosenblatt (1958) ed il sistema PAPA sviluppato dal CNR di Genova (1961)
  54. ^ Wiener 1948/1961, Introduzione. Wiener scrive che l'incontro si tenne nell'inverno 1943/1944, ma si tratta di un errore; cfr Hellman 1982 pag. 228
  55. ^ v. lettera a Wiener del 29.11.1946 riportata in Hellman 1982
  56. ^ W. Aspray, The scientific conceptualization of Information: A Survey, Annals of History of Computing, vol. 7 n. 2 aprile 1985
  57. ^ Wiener 1948/1961, Introduzione
  58. ^ American Society for Cybernetics
  59. ^ Heims 1994; Gleick 2011
  60. ^ Wiener 1948/1961, capp. I e II
  61. ^ Wiener 1948/1961, capp. III e IV
  62. ^ Wiener 1948/1961, capp. V, VI e VII
  63. ^ Wiener 1948/1961, cap. VIII
  64. ^ vedi Phil Husbands e Owen Holland, The Ratio Club: A Hub of British Cybernetics (PDF), in Phil Husbands, M. Wheeler e Owen Holland (a cura di), The mechanical mind in history, Cambridge, Mass. [u.a.], MIT Press, 2008, ISBN 978-0-262-08377-5, OCLC 181142511.
  65. ^ Andrew Hodges, Alan Turing - Una biografia, Bollati Boringhieri, 2006, ISBN 88-339-1654-5; pag. 535 e pagg. 559 - 581
  66. ^ v. Enciclopedia Italiana 2013
  67. ^ prematuramente scomparso il 7 maggio 2011
  68. ^ Istituto di Biofisica del CNR
  69. ^ Istituto di Cibernetica "E.Caianiello"
  70. ^ Somenzi 1965/1994
  71. ^ Giuseppe Trautteur su L'Enciclopedia Italiana
  72. ^ Heims 1980
  73. ^ Heims 1994
  74. ^ Masani
  75. ^ filosofo e sociologo, ed in seguito informatico (formatosi presso gli allievi della scuola di Caianiello a Napoli, Montagnini ha dedicato a Wiener e alla cibernetica decine di contributi. Alcune sue opere: Norbert Wiener. Il matematico che avvistò il nostro tempo in «Scienza in rete», 1º maggio 2014; Interdisciplinary issues in Early Cybernetics, in: Lilia Gurova, László Ropolyi, and Csaba Pléh, editors; New Perspectives on the history of cognitive science, Budapest, Akadémiai Kiadò, 2013, pp. 81–89; L'interdisciplinarità per Norbert Wiener e per Eduardo Caianiello, in: P. Greco e S. Termini (cur.); Memoria e progetto" cit.; Identities and Differences. A stimulating aspect of Early Cybernetics, in: R. Trappl (cur.), Cybernetics and Systems 2010. Vienna, Austrian Society for Cybernetic Studies, 2010.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

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  • N. Wiener, The human use of human beings, Boston, 1950 (trad. italiana: Introduzione alla cibernetica - L'uso umano degli esser umani, Boringhieri, 1966)
  • N. Wiener, God & Golem, Inc.: A Comment on Certain Points Where Cybernetics Impinges on Religion Boston, 1964 (trad. italiana Dio & Golem SpA - Cibernetica e religione, Boringhieri, 1991, ISBN 978-88-339-0626-3)
  • V. Somenzi, La filosofia degli automi, Boringhieri, 1965, poi più volte ristampato ed ampliato in collaborazione con R. Cordeschi; ultima edizione Boringhieri 1994, ISBN 978-8833908236
  • R. Cordeschi, La scoperta dell'artificiale – Psicologia, filosofia e macchine attorno alla cibernetica, Dunod/Masson, 1998, ISBN 88-08-09201-1
  • V. Braitenberg, Vehicles, The MIT Press, Cambridge (MA), 1984 (trad. it.: I veicoli pensanti – Saggio di psicologia sintetica, Garzanti, 1984)
  • W. D. Hellman, Norbert Wiener and the growth of negative feedback in scientific explanation, Phd thesis - Oregon State University, 1982
  • S. J. Heims, I cibernetici. Un gruppo e un'idea, Roma, Editori Riuniti, 1994
  • J. Gleick, The Information: A History, A Theory, A Flood, Pantheon Books, 2011 (trad. it.: L'informazione. Una storia. Una teoria. Un diluvio, Milano, Feltrinelli Editore, 2015, ISBN 978-88-07-88701-7)
  • F. Conway, J. Siegelman, Dark hero of information age: in search of Norbert Wiener father of Cybernetics (trad it.: L'eroe oscuro dell'età dell'informazione, Torino, Codice edizioni, 2005, ISBN 88-7578-024-2)
  • L. Montagnini, Le Armonie del Disordine. Norbert Wiener matematico-filosofo del Novecento, Venezia, Istituto Veneto di Scienze, Lettere ed Arti, 2005
  • S. J. Heims, John von Neumann and Norbert Wiener. From Mathematics to the Technologies of Life and Death, Cambridge, Mass., MIT Press, 1980
  • P. R. Masani, Norbert Wiener, 1894-1964, Basel - Boston - Berlin, Birkhäuser Verlag, 1990

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