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Meccanizzare il ragionamento

È un sogno che l’uomo insegue da molto tempo; il sogno di Leibniz, come ebbe a dire Giuseppe Peano, il grande ed eccentrico matematico piemontese. Ed ineffetti Leibniz pensava che riuscire a riprodurre un pensiero astratto attraverso una serie operazioni eseguibili da una macchiana avrebbe risolto tutti i problemi; ad esempio le discussione tra due filosofi. Sarebbe bastato effettuare delle operazioni, e quindi dei calcoli per stabilire chi avesse ragione.

I grandi matematici del 900 ci hanno spiegato che per quanti sforzi possiamo fare, non tutto il ragionamento è meccanizzabile o meglio computabile, come ha dimostrato Alan Turing. In sintesi nessun computer potrai mai pensare come noi (nel caso di alcuni di noi questa evenienza sarebbe veramente disdicevole). Forse però si può dire che un computer con la sua intelligenza artificiale sa pensare a modo suo; che dite?

CharlesBabbageIl primo che si rese conto di qualcosa del genere è stato il matematico inglese Charles Babbage (1791 – 1871), un visionario in anticipo di un centinaio d’anni, colui che per primo concepì l’intima essenza di un computer.

Anche lui, come  prima Pascal e Leibniz, cominciò ad interessarsi al calcolo automatico per evitare le fatiche e gli errori del calcolo manuale.

Nel 1822 concepì a tale scopo la Macchina Differenziale, una mastodontica serie di ingranaggi, ruote e leve in grado di gestire e calcolare polinomi, per realizzare precise tavole  matematiche ed astronomiche.

In questa macchina Babbage aveva già inserito il concetto di memoria e l’idea della stampa del risultato. La meccanica dell’epoca però non era così evoluta come il suo progetto richiedeva; oltre 25.000 parti da assemblare, tonnellate di parti meccaniche con troppi ingranaggi e troppo attrito.

I problemi tecnici e la mancanza di fondi fecero fermare il progetto, ma non la mente di Babbage che già si era rivolto verso una sfida intellettualmente piu motivamente. macchinanalitica

La Macchina Differenziale era capace di gestire solamente (si fa per dire) polinomi, e Babbage comprese che per calcoli ancora più complessi mancavano alcune cose tra cui la più importante di tutte: la capacità di

mangiare la propria coda.

ossia la capacità di automodificarsi in base al risultato. Babbage aveva intuito il concetto di feedback, la retroazione, concetto alla base di tutti i sistemi dinamici.

Da questa intuizione Babbage progetta la Macchina Analitica, praticamente l’architettura di base dei computer che arriveranno 100 anni dopo.

L’insieme ancor più mastodontico di pezzi meccanici doveva contenere:

  • un Mulino ossia l’attuale processore
  • un Magazzino ossia la memoria
  • Schede preforate come quelle usate nei telai per il sistema d’ingresso dei dati

Nella Macchina Analitica i numeri passano dal Magazzino al Mulino per essere processati / calcolati secondo il programma contenuto nelle Schede preforate (a seconda dei buchi si muovono alcune leve al posto di altre).

La Macchina Analitica è quindi il primo calcolatore progettato per eseguire calcoli seguendo un programma memorizzato. Babbage accende la luce sulla futura computer science introducendo i concetti di istruzione, feedback, loop, parallessimo.

Lady Ada Lovelace Byron, che Babbage chiamava l’incantatrice dei numeri, disse

la Macchina Analitica tesse disegni algebrici proprio come il telaio Jacquard tesse foglie e fiori

La Macchina Analitica rimase solo un progetto; Babbage morì sapendo che non avrebbe potuto realizzarla viste le difficoltà incontrate con la Macchina Differenziale. Serviva una precisione meccanica all’epoca impossibile, un elevata qualità dei materiali e tanti soldi. La sua Macchina Analitica era veramente troppo complessa per la sua epoca

macchinanalitica

Babbage però aveva intuito che una macchina poteva diventare intelligente se fosse stata capace di mangiare la propria coda. In questo caso si sarebbe creato lo Strano Anello, come lui lo chiamava ossia quell’anello che si crea quando una macchina agisce sul programma che ha in memoria e lo modifica. Lo Strano Anello permette alla macchina di auto-modificarsi

L’intelligenza ed il pensiero sembrano proprio una serie di Strani Anelli, non trovate?

I matematici e riceratori del nostro tempo pur sapendo che non tutto il ragionamento è computabile lavorano sul fatto che molti pezzi di ragionamento lo sono. E vanno avanti nell’Intelligenza Artificiale

[adriano parraccani aka cyberparra]

Leggi Anche: Ada l’incantatrice dei numeri

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Ada Lovelace Day è un evento internazionale che si propone di evidenziare e di promuovere le donne che si distinguono nei settori della Scienza, della Tecnologia, dell’Ingegneria e della Matematica (STEM è l’acronimo inglese).

L’idea venne alla psicologa Penelope Lockwood che in uno studio del 2006 rilevò come per le donne sia determinante (più degli uomini pare) avere modelli di riferimento femminili nei vari ruoli sociali, ed in particolare in quelli generalmente ad appannaggio degli uomini, come ad esempio i settori scietifico-tecnologici. E quindi diffondere le conquiste ed i successi delle donne nei settori STEM è di ispirazione per altre donne e le aiuta a superare le barriere culturali e sociali.

La domanda è: perchè questo evento è intitolato ad Ada Lovelace? Chi era costei?

La risposta secca è: Ada è un’archeogeek, anche perchè altrimenti non saremmo qui a parlarne. Grande matematica, Ada Lovelace è stata definita la prima programmatrice della storia.

Ma andiamo con ordine. La donna di cui stiamo parlando è Ada Augusta Byron, nata a Londra nel 1815 ed unica figlia del poeta romantico Lord Byron.

Il matrimonio tra l’ereditiera Annabella Milbanke, madre di Ada, ed il libertino poeta fallì quasi subito, e Ada non conobbe mai il padre che morì quando lei aveva nove anni.

Annabella Milbanke che era una discreta matematica, (Byron la chiamava la sua “Principessa del Parallelogrammo“) fece di tutto per evitare che la figlia Ada seguisse le orme del padre dedicandosi alla poesia; così dopo un’infanzia piena di malanni, la spinse verso lo studio della matematica e delle scienze. Il risultato fu duplice: Ada divenne un’eccelsa matematica e grazie a questo ebbe poi modo di conoscere e di collaborare con Charles Babbage il grande visionario che per primo concepì l’idea di un calcolatore programmabile. Di lui parleremo ancora, ovviamente.

L’incontro tra Ada Byron e Charles Babbage è di quelli che  segnano la Storia: si conobbero ad una festa di corte nel 1833 quando lei aveva appena 17 anni. Lui ne aveva 42 e parlava, incompreso da tutti, della sua visione tecnologica. Qualche tempo dopo Ada e la madre fecero una visita allo studio di Babbage  dov’era in funzione la sua Macchina Differenziale. Ada ne rimase affascinata e Charles, invece, rimase colpito da quella giovane che sembrava l’unica persona al mondo in grado di capire il suo lavoro.

le avventure di Lovelace e Babbage

[un divertente fumetto sulla vita di Ada Lovelace Byron e Babbage]

Babbage è stato più di un semplice scienziato: matematico, filosofo, ingegnere ed inventore, insomma un visionario con capacità transdisciplinari, di quelli che ogni tanto spuntano sulla scena della Storia. A partire dal 1823 Babbage ideò una macchina troppo in anticipo per i sui tempi, e per tutto il resto della sua vita cercò inutilmente di realizzarla. Era la Macchina Analitica, ossia il concept degli attuali computer; infatti prevedeva un Mulino (processore), un Magazzino (memoria) ed le Schede Perforate usate nei telai (sistema di input dei dati). Queste tre cose erano gli elementi che avrebbero permesso ad una macchina di eseguire operazioni programmate attraverso un algoritmo, quello che oggi chiamiamo software.

Macchina Analitica di Charles Babbage

Quando Ada Byron, che nel frattempo si era sposata ed aveva acquisito il titolo di contessa di Lovelace, iniziò a corrispondere con Babbage rimase affascinata dalle sue teorie a soprattutto dalla Macchina Analitica che studiò con profondo interesse. Babbage comprese le grandi capacità intellettuali e divulgative di Ada al punto di chiamarla l’incantatrice dei numeri.  Ada divenne la persona più a conoscenza del lavoro di Babbage e della Macchina Analitica.

Adesso l’incantatrice dei numeri  sta per diventare la prima programmatrice della storia

Nel 1842 Babbage si recò all’Università di Torino invitato a parlare della sua Macchina Analitca. Luigi Menabrea, un giovane matematico italiano che diventerà primo ministro del regno, fu incaricato di scrivere degli appunti sull’intervento di Babbage. Ada ricevette lo scritto di Menabrea sulla Macchina Analitica per essere tradotto in inglese e ne informò Babbage. Lui trovò strano che Ada traducesse un articolo di altri su un tema che avrebbe potuto benissimo trattare direttamente e con maggiore competenza; e quindi le suggerì di aggiungere delle note a margine della traduzione.

Le note di Ada furono molto più lunghe ed esaustive dell’intero scritto di Menabrea (trovate tutto in questa pagina). Nell’ultima nota, la G, Ada descrive un algoritmo per calcolare i numeri di Bernoulli sulla Macchina Analitca. Questo è considerato il primo algoritmo pensato per essere utilizzato in una macchina da calcolo (ancora inesistente) e quindi, in sintesi, il primo programma di un computer

algoritmo per i numeri di Bernoulli

Dalle note risulta chiaro che forse più dello stesso Babbage, Ada intuì e preconizzò una macchina che da Calcolatore diventa Elaboratore.

la macchina potrebbe agire su altre cose oltre il numero … il motore potrebbe comporre pezzi elaborati di musica di qualsiasi grado di complessità…

In queste sue parole Ada esplicita, probabilmente per la prima volta nella storia, l’idea di una macchina in grado di manipolare simboli e di elaborare dati che non siano solo semplici quantità numeriche (quella che poì sarà la Macchina di Turing).

Ada Byron Lovelace morì nel 1852 a soli 37 anni per un cancro uterino e per sua volontà venne sepolta a fianco del padre che non conobbe mai.

Nel 1980 il mondo dell’informatica le riconobbe formalmente i suoi meriti chiamando ADA un linguaggio di programmazione “general purpose” ancora in uso.

Il progetto fu finanziato dal  Dipartimento di Difesa Americano (DoD) che lo classificò con il nome MIL-STD-1815 in cui le ultime cifre si riferiscono all’anno di nascita di Ada Byron Lovelace.

Non sarebbe affatto male se le ragazze prendessero Ada come modello di riferimento, voi che dite?

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