lunedì 29 maggio 2017

La "grande bellezza" dell'informatica

di Enrico Nardelli

Tutta la scienza è basata su astrazioni: spiegare fenomeni mediante modelli che li descrivono. Quando un fisico scrive l’equazione che rappresenta il moto di un corpo, o un chimico la reazione che spiega la formazione di una sostanza, o un biologo descrive il processo di sviluppo di un organismo, stanno tutti costruendo un modello, cioè una rappresentazione della realtà.

Stanno quindi usando l’astrazione: il concentrarsi su ciò che è essenziale per il punto di vista assunto ed è comune a tutti gli specifici esempi descritti dal modello stesso.

Così, sotto certe condizioni che vanno specificate chiaramente, dal momento che le astrazioni non sono sempre valide nel 100% dei possibili scenari, per il fisico non è determinante la materia di cui sono fatti i corpi che si muovono, o per il chimico il colore delle sostanze che reagiscono o per il biologo la nazione in cui si trova l’organismo che si sviluppa.

Generalmente l’astrazione viene formulata in un linguaggio matematico, dal momento che tale disciplina è necessaria ovunque servano precisione e rigore. Un ragionamento scientifico deve necessariamente rientrare nei canoni logici di coerenza e consequenzialità, pena la sua uscita da questo paradigma della conoscenza.

Anche l’informatica usa estesamente l’astrazione, ma in questo suo utilizzo si distingue per una caratteristica che essa sola possiede e che ne costituisce, a mio parere, la ragione che spiega la sua “grande bellezza”. Le astrazioni dell’informatica sono eseguibili in modo meccanico. Vuol dire che possono essere animate, cioè si può “dar loro vita e vedere che accade” senza dover ogni volta costruire una nuova rappresentazione fisica dell’astrazione stessa. Anche nelle altre discipline si può dar vita alle astrazioni mediante oggetti fisici che esprimono i fenomeni modellati, sostanziandone così la loro espressione logico-matematica. Ma per ogni modello va realizzato ad hoc un insieme di oggetti.

Nell’informatica, grazie alla sua astrazione fondamentale, il cui termine tecnico è “Macchina Universale di Turing” (MUT), abbiamo un unico meccanismo unico mediante il quale, sempre allo stesso modo, qualunque modello può essere “meccanicamente” (cioè in modo del tutto automatico) “eseguito” (cioè reso vivo), senza necessità di ulteriore intervento umano. I PC, gli smartphone e i tablet di cui siamo circondati non sono nient’altro che realizzazioni tecnologicamente molto sofisticate della MUT.

Descrivendo questa unicità dell’informatica non intendo ovviamente sostenere che sia più importante o possa sostituire altre discipline scientifiche. Chi si avventura su questa strada apre polemiche infantili e sterili. Voglio solo ribadire la necessità che l’informatica sia insegnata nella scuola, come in altri paesi stanno facendo. Perché offre un nuovo, complementare ed utile punto di vista per la descrizione dei fenomeni naturali ed artificiali.

In Italia usiamo a questo scopo il termine “pensiero computazionale”, suscitando a volte reazioni più emotive che razionali. Ma l’espressione, come ho spesso discusso, è solo un modo di far capire che stiamo parlando dell’informatica come scienza, delle sue idee, princìpi, concetti, metodi ed approcci e non di sistemi, tecnologie e strumenti. In altri paesi questa necessità non c’è, perché si può parlare di “computer science” e di “information technology”. In Italia entrambe sono “informatica”.

Il pensiero computazionale è la capacità, acquisita da chi ha studiato e praticato l’informatica, di riconoscere gli aspetti computazionali dei fenomeni naturali ed artificiali. Vuol dire descrivere alcuni aspetti di questi fenomeni “come se” fossero delle computazioni. Non è detto che lo siano effettivamente, ma in ogni caso offrono nuovi e utili modi per analizzare e spiegare la realtà. Un esempio lampante è la descrizione dei processi biologici a livello molecolare: il meccanismo di replicazione del DNA può anche essere visto “come se” fosse una computazione, e questo ha offerto enormi vantaggi per la sua comprensione. Anche in economia e in sociologia si trovano esempi dell’utilità di questo approccio.

La realtà, dunque, può essere descritta in diversi modi e l’approccio informatico, grazie alla sua capacità di coglierne la sfaccettatura computazionale, certamente è uno di questi.



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Versione originale pubblicata su "Il Fatto Quotidiano" il 27 maggio 2017.

5 commenti:

  1. Nella pubblicazione originale sul blog del Fatto Quotidiano era rimasta appesa questa conversazione, che desidero proseguire qui.

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    Michele Bianchi • un giorno fa

    Gentile sign. Nardelli,
    Veramente al chimico interessa moltissimo il colore di quello che fa reagire, visto che il colore dipende dalla struttura chimica del reagente stesso.
    Limitarsi a parlare di quello che si conosce forse sarebbe più intelligente.

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    Enrico Nardelli -> Michele Bianchi • un giorno fa

    Gentile Michele Bianchi

    peccato che due righe sopra io ho scritto "sotto certe condizioni che vanno specificate". Inoltre, il colore dipende dalla struttura chimica della sostanza e non viceversa, quindi è quest'ultima l'elemento che determina cosa la sostanza farà nella reazione. Tra l'altro, saprà benissimo che il colore che l'occhio umano percepisce dipende dallo spettro elettromagnetico della radiazione con cui la sostanza viene illuminata.

    La discussione è più produttiva quando si formulano osservazioni costruttive e non commenti sarcastici.

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    Michele Bianchi -> Enrico Nardelli • 9 ore fa

    Sento fin da qui il rumore dei graffi delle unghie sullo specchio su cui cerca di arrampicarsi.
    PS: se leggesse con attenzione io ho scritto ESATTAMENTE quello che lei mi contesta sul rapporto struttura/colore

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    Fin qui la conversazione sul blog del Fatto Quotidiano, di seguito la mia replica.

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    Gentile Michele Bianchi

    evidentemente a lei prendere in giro l'interlocutore interessa più del mettere a fuoco la questione. Ci provo un'ultima volta, dopo di che la lascio al suo destino.

    Quando scrivo che "sotto certe condizioni che vanno specificate ... per il chimico il colore delle sostanze che reagiscono" sto dicendo che normalmente il colore non è una delle variabili indipendenti che determinano il risultato della reazione. Non sto dicendo che il colore non sia interessante per il chimico. Il mio esempio non verteva su cosa fosse interessante per lo scienziato, ma su cosa fosse determinante per il fenomeno modellato.

    Se lei è diversa opinione non si limiti a ribadire "al chimico interessa moltissimo il colore di quello che fa reagire, visto che il colore dipende dalla struttura chimica del reagente stesso" ma scriva qualcosa del tipo "il colore è la variabile indipendente che determina il risultato della reazione" e mi spieghi, magari, anche il perché.

    In ogni caso, sperando di chiarire meglio il mio pensiero, rispetto al post originale ho sostituito "non conta" con "non è determinante".
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  2. Forse se abbasso un po' il livello lo capisce: ma è "de coccio?" Il colore conta e moltissimo. Se il chimico deve fare reagire ad esempio un'olefina poliinsatura si aspetta che questa, per la sua struttura chimica, abbia un certo colore. Se non ce l'ha allora la sostanza è sicuramente non adatta o non sufficientemente pura per darci il prodotto desiderato o per darlo con rese ottimali. Comunque, a questo punto, mi ha davvero stancato di ribattere su cose di cui il mio interlocutore sembra essere digiuno, per cui la esorto ad usare paragoni su cose che padroneggia e non a casaccio. Cosa direbbe se io dicessi che, ad esempio, che per evitare di prendere virus informatici usassi un profilattico sulla porta ethernet? Mi stia bene la informo che, a meno che non abbia da impiegare meglio il suo tempo, può evitare di rispondere con delle parole che non leggerò, visto che io ho sicuramente cose più interessanti da fare

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  3. Gentile Michele Bianchi

    il suo tono offensivo descrive che tipo di persona è.

    Sul punto specifico che le ho sollevato (quali sono le variabili indipendenti rilevanti per il fenomeno modellato?) lei oltre a non rispondere mi pare che corregga la sua precedente posizione.

    Il suo primo commento era infatti stato "il colore dipende dalla struttura chimica del reagente stesso". Adesso chiarisce "... si aspetta che questa, per la sua struttura chimica, abbia un certo colore. Se non ce l'ha allora la sostanza è sicuramente non adatta o non sufficientemente pura".

    Con questo aggiunge che non è solo la struttura a determinare il colore, ma anche la purezza, come elemento ulteriore. In ogni caso, il colore è una variabile determinata da altri elementi. Il che non vuol dire che non sia un elemento interessante, ma che non è l'elemento determinante per spiegare la formazione della sostanza. Però se siamo in una situazione in cui la purezza non può essere direttamente determinata, il colore può essere utilizzato come indicatore della purezza. Allora, e questo è probabilmente il senso della sua osservazione, in questo specifico contesto e con queste specifiche condizioni si può affermare che il colore è determinante.

    Ciò non toglie validità al mio esempio generale.

    Aggiungo infatti - come ulteriore riflessione metodologica - che l'esempio che l'ha turbata è, come tutti gli esempi, indicativo e da non prendere "alla lettera" (altrimenti la maggior parte di essi sarebbero sbagliati). Anche per il fisico la materia di cui sono fatti i corpi potrebbe essere determinante, perché potrebbe influenzare, in alcune condizioni, il moto del corpo. Oppure per il biologo la nazione in cui si sviluppa un organismo, perché potrebbe determinare le condizioni climatiche che ne influenzano lo sviluppo. Ecco perché avevo inserito l'avviso "sotto certe condizioni che vanno specificate chiaramente".

    Può benissimo evitare di commentare se persiste nell'atteggiamento offensivo.

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  4. salve,
    ma quanto ci vuole ad "approvare" un commento?

    non pretendo una risposta subito, mi basterebbe vederlo pubblicato e rileggerlo, linkarlo...

    grazie

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  5. Gentile Corrado

    i suoi commenti, seppure interessanti, non sono attinenti ai temi del blog, per cui non possiamo pubblicarli.

    RispondiElimina

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