Impatti computazionali.

Gli ultimi post sulla IA che ho scritto si rifanno ad un fenomeno che si va affermando nel tempo, del quale mi sono occupato negli anni ‘90, e che sta cambiando il modo di fare scienza in maniera neanche tanto silenziosa, ottenendo risultati molto utili a volte, molto scomodi altre volte. Mi riferisco all’avanzata dei metodi numerici , legata all’aumento di disponibilita’ di capacita’ di computazione.

Per diversi secoli, l’unica scienza che ha usato intensivamente la matematica e’ stata la fisica, in tutte le sue accezioni. I fisici, essendo legati per questioni culturali e storiche al concetto di misura, sono abituati agli approcci numerici, e normalmente accolgono con entusiasmo la possibilita’ di fare number-crunching. Sebbene non lo considerino molto didattico, il potere di eseguire una simulazione (1) per verificare la teoria di formazione delle galassie e’ una possibilita’ che tutti hanno accolto con entusiasmo.

I chimici-fisici, che tentano l’approccio fisico alla chimica, sono stati un settore “sfigato” per diverse decine di anni, in quanto la chimica, se esaminata sotto il profilo meramente fisico, pone dei problemi di notevole complessita’ numerica. Grazie all’approccio numerico, oggi i chimici fisici arrivano a fare grandi molecole mediante calcolo. Non e’ poco, e ormai la “chimica-fisica” sta lentamente allargando il proprio spettro fino ad invadere lo spazio che prima era occupato dai formalismi e dalla nomenclatura della chimica “classica” .

Il problema viene quando andiamo fuori dalla fisica.

Numerosi campi della scienza e della tecnica, infatti, avevano sviluppato i loro formalismi, i loro linguaggi, e non si erano mai preoccupati di essere coerenti con delle verifiche numeriche: non appena i sistemi sotto esame erano troppo complessi per i sistemi di calcolo del periodo, si creava un limbo nel quale non si poteva indagare numericamente, e quindi le teorie si sviluppavano un poco ad muzzum, dal momento che nessuno da fuori poteva arrivare e ficcare il naso, richiedendo una qualche coerenza numerica.

Questo era dovuto ai limiti delle macchine da calcolo , limiti che oggi non esistono piu’.

Psichiatri, biologi, economisti, alcuni termodinamici, geologi, climatologi, ergonomi, etologi, genetisti, agronomi, medici , glottologi, si trovano con questo nuovo intruso, che e’ il calcolo , che inizia a lambire le loro scienze, richiedendo la verifica numerica quantitativa.

Un tempo, la pretesa di simulare una funzione qualsiasi della mente umana costruento una rete neurale artificiale era pura fantascienza; l’idea di generare il linguaggio naturale usando delle macchine era ancora piu’ assurda; gli psichiatri potevano scrivere le loro farneticazioni, creare delle scuole di pensiero, sforzarsi di tenerle in vita medinte tattiche accademiche, senza timore di smentita: anche volendolo, nessuno era in grado di simulare nel dettaglio le loro teorie; i sistemi erano troppo complessi e le macchine troppo poco potenti.

Oggi le cose non stanno cosi’, e il teraflop e’ alla portata di un gruppuscolo di ricerca minimo. Se considerate che il sistema ove fu scoperto l’effetto farfalla non arrivava al megaflop, capite che le cose sono cambiate, e di molto. Cosi’, sempre piu’ campi si trovano ad avere a che fare con la simulazione numerica delle loro assunzioni.

E spesso, sempre piu’ spesso, si sentono aggrediti da questi personaggi che pretendono di “verificare” le loro preziose affermazioni: come? Lei non mi crede? Ma lo sa chi sono io?Come osa mettere in dubbio la mia scienza?

In molti campi, l’approccio numerico sta iniziando a simulare le teorie che vengono proposte come infallibili. E molti di questi “modelli” vengono sistematicamente smantellati. Quello che si vede e’ che modelli che venivano proposti come “universali” o “unificanti” sono, in realta’, estremamente verticali ad alcune particolari condizioni di contorno.

Cosi’, la selezione naturale ha tempi ragionevoli per piccoli esseri dalla riproduzione molto semplice. Se cresciamo di complessita’, essa non basta piu’, ed occorre inserire nuovi presupposti. Il problema e’ che questi presupposti possono anche non essere validi in un periodo storico, in una zona del mondo, eccetera. Il problema e’ che quei modelli da modelli proposti come modelli generali ed unificanti sono stati degradati immediatamente a modelli specializzati, locali e relativi ad un singolo sottoproblema.

Cosi’, alle perplessita’ numeriche ci sono state alcune risposte, ma si tratta di risposte che agiscono in un campo estremamente limitato di condizioni di contorno e di condizioni di partenza. Cosi’, da teoria generale per tutto l’ecosistema la selezione naturale, con le sue varianti , si e’ sbriciolata in una serie di piccoli modelli locali, e ancora non spiega alcune cose, come il basso numero di specie esistenti: se l’uomo e’ una soluzione ad un problema evolutivo, nelle stesse condizioni deve spuntare tutta la pletora di minimi locali che una simile formula richiede. Perche’ c’e’ solo UNA specie di Homo Sapiens, e non diverse centinaia di “versioni” altrettanto abili nel sopravvivere,  come ci si aspetta ?Da dove viene questo attrattore che ha portato il tutto a convergere in una sola specie? Perche’ ci sono cosi’ poche variazioni nulle (una specie senza qualcosa di inutile come i peli delle orecchie, o una specie un pelo meno intelligente ma leggermente piu’ robusta sul piano immunitario, eccetera?) ?

Lo stesso dicasi per la psichiatria: si tratta di una scienza che ha come oggetto la mente umana. Poiche’ sinora era impossibile simulare la mente umana, e nemmeno alcune delle sue funzioni, gli psichiatri si sono inventati ogni possibile fesseria che l’empirismo tollerasse. Nel momento in cui sono nate le reti neurali BP; e si e’ visto che alla fine questa preziosa funzione di “apprendere dagli esempi” non era poi cosi’ complessa da riprodurre, vennero meno alcune assunzioni sulla memoria umana. Tali assunzioni, come l’idea che le memorie venissero “rielaborate rispetto al contesto” da una componente diversa del cervello , vennero meno: la funzione di apprendimento era sufficiente all’elaborazione del contenuto e al suo inserimento nel contesto.

Ovviamente ancora alcuni psichiatri parlano di sogni come se fossero sintomatici , mentre in realta’ sono parte del processo di apprendimento per epoche. L’incubo non e’ altro che una conseguenza del processo di apprendimento per epoche, e non significa proprio nulla di nulla. Cosi’ come gli esperimenti sulla funzione del bias durante l’apprendimento mostrano come il bias sia UTILE all’apprendimento, e non qualcosa al quale il cervello debba essere resistente: le reti neurali atificiali apprendono molto MEGLIO se una parte dell’input e’ caotica.

Quando arrivavano queste scoperte, dagli smentiti della situazione arrivava sempre la stessa risposta: mah, figurati, il cervello e’ un mistero, magari non lo stai simulando bene.

Questa pretesa di “mistero”, in ultima analisi non e’ altro che la pretesa che vi sia qualche genere di mondo trascendente, i cui sacerdoti (in questo caso gli psichiatri) penetrerebbero mediante la loro scienza, e ovviamente nessuna altra scienza puo’ affrontare perche’ “troppo complessi”. Le risposte sdegnate erano “mah, il cervello umano non e’ mica una palla da biliardo”.

Questa risposta contiene due assunzioni implicite:

  1. Chi parla vuole farmi credere di sapere cosa sia il cervello umano.
  2. Chi parla vuole farmi credere di conoscere la differenza tra cervello umano e palla da biliardo.

La sfiga e’ che la richiesta del mercato e’ di software che sostituiscano le funzioni cognitive del pensiero umano: si richiede alle macchine fotografiche di correggere in tempo reale le fotografie, mettendo automaticamente a fuoco, aggiustando la visione, rimuovendo le imperfezioni, ricostruendo la prospettiva, migliorando i colori, tutte funzioni prima repertorio del cervello umano.

Ci sono sistemi esperti che analizzano i gusti dei clienti, sistemi che rispondono al telefono al posto di un operatore umano, sempre piu’ funzioni prima attribuite alla mente umana (2) vengono imitate dalle macchine, e questo restringe sempre di piu’ il campo di questo “mistero”: se noi non riusciamo davvero a capire il “mistero” della visione come fanno gli psichiatri, come mai i nostri sistemi di visione artificiale funzionano cosi’ bene?

Se non riusciamo a simulare davvero la funzione dell’approccio qualitativo, come mai ci sono cosi’ tanti approcci funzionanti delle logiche fuzzy, dai treni ai regolatori dei jet? Cosi’, il mistero (che da’ potere ai suoi sacerdoti) viene sempre piu’ intaccato da nuove applicazioni numeriche, e siccome l’applicazione numerica richiede una conoscenza stretta del processo in questione, lo spazio a disposizione di questi sacerdoti dei “misteri” della mente diminuisce. Non si potranno piu’ scrivere inutili libri sui sogni, adesso che sappiamo che i sogni servono ad accelerare l’apprendimento per epoche.

Ma e’ lo stesso problema di base che sta venendo intaccato: lo psichitra ti risponde che “la mente umana non e’ una palla da biliardo”, e fino a poco tempo fa questa frase chiudeva il discorso. Oggi possiamo costruire un software capace di riconoscere la mente umana da una palla da biliardo,e  confrontare questa abilita’ con quella dello psichiatra. E notare come, alla fine dei conti, la macchina sia efficace nel fare questa distinzione.

Ma io so che algoritmo ho scritto per distinguere la mente da una palla da biliardo, mentre lo psichiatra, se interrogato, tira fuori farneticanti minchiate in un linguaggio volutamente fumoso e poco formale. Risultato: “mistero della mente umana” indicava solo lo stato di completa confusione e mancanza di metodo con la quale la psichiatria affrontava la mente; in pratica quando lo psichiatra si affanna a dire che non puoi simulare un pezzo di “coscienza” perche’ rimane un mistero sta semplicemente dicendo che siccome lui non ci capisce un cazzo a maggior ragione non ce la farai tu.

Il problema e’ che le applicazioni commerciali sono sul mercato, e funzionano.

Cosi’, la possibilita’ di fare simulazioni sempre piu’ complesse e’ destinata a sbriciolare moltissime certezze, tutte le certezze di quelle discipline che, sfruttando le difficolta’ tecniche incontrate sinora nel calcolo, sono riuscite a mantenersi nel limbo delle “scienze non esatte”: l’avanzare del calcolatore riesce a digerire queste scienze e trasformarle in scienze esatte. Il guaio e’ che nel fare questo scompaiono feudi, scompaiono “correnti di pensiero”, scompaiono “assunzioni considerate verosimili”.

L’avanzata del metodo numerico, ovviamente , e’ vista come una minaccia da tutti coloro che vivevano di “misteri troppo elevati per poter essere indagati quantitativamente”, a tutti quelli che “sono complessita’ tali che i metodi numerici falliscono”, e cosi’ via.

Nel futuro, dobbiamo aspettarci uno scontro acceso con questi “giapponesi” che per difendere le loro posizioni sacerdotali, per continuare a difendersi dietro ad inesistenti misteri e ad ineffabili complessita’ , si opporranno a queste metodologie pur di mantenere la posizione che e’ tipica degli occultisti, ovvero quella di unico tramite fra i comuni mortali e qualche mistero trascendente dal nome altisonante, quale “manitu’” “mente umana”, “ecosistema”, “origine della vita”, e quant’altro.

L’approccio computazionale intensivo e’ la rivoluzione galileiana del ventunesimo secolo, e anche se oggi pochi realizzano questo fatto, il calcolo e’ destinato a cambiare completamente il modo passato di fare scienza.

Col risultato che molti vedranno cambiare le loro certezze.

Ah, si: anche i creazionisti dovranno passare le loro teorie per le forche caudine del calcolo, prima o poi. Sara’ divertente, vedere come formalizzano la forza che ha “disegnato” ogni cosa…..

Uriel

(1) Una cosa curiosa. Il fratello di Romano Prodi fa il fisico (a quanto ne so, piuttosto stimato) in un’universita’ emiliana. Quando mi occupavo del settore educational & research, ricevetti una telefonata di un tizio con una voce simile a Prodi, che si presento’ dicendo “Buonasera, sono il Professor Prodi”. La mia risposta fu “giovanni, smetti di fare il cazzone”, perche’ pensavo fosse un mio collega che mi prendeva in giro imitando il premier del periodo, perche’ sono conterraneo di Prodi. Per fortuna il prof aveva senso dello Humour, e mi racconto’ aneddoti anche peggiori (eh, la dura vita di chi si chiama Prodi) . Comunque, per tornare a bomba, lui faceva “simulazione di galassie” al calcolatore.

(2) A dire il vero anche il calcolo era considerato una specialita’ umana prima dei calcolatori automatici.

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