COMPUTER E CERVELLO

John Von Neumann

COMPUTER E CERVELLO

Milano, Il Saggiatore, 2014

pp. 140, € 14.00 

ISBN 9788842819660 


di Giancarlo Cinini

ill. di Alessandro Spedicato


«Is this testing whether I'm a Replicant or a lesbian, Mr. Deckard?» 

(Blade Runner, 1982)


Marzo 1956, John Von Neumann è seduto su una sedia a rotelle. Le sue condizioni peggiorano, non potrà viaggiare da Washington a New Heaven, tra un mese sarà ricoverato, resterà in ospedale per undici mesi, gli porteranno il manoscritto incompiuto, tenterà di continuarlo, finché l’otto febbraio del 1957 morirà. Ma nel frattempo è seduto su una sedia a rotelle e pensa a questo manoscritto. L’università di Yale l’ha invitato a tenere le prestigiose Lezioni Silliman per la sessione primaverile. L’argomento scelto: Computer e Cervello. Von Neumann ci lavora pressappoco dall’autunno dell’anno precedente, mentre un tumore gli consuma le ossa. Ma è da parecchio tempo – racconta la moglie Klara – che si interessa a questa sfida. Il suo modo di procedere somiglia infatti a quello di un’intensa e silenziosa meditazione sulle cose, durante la quale la mente, pienamente assorta, indaga la questione e architetta il problema. Soltanto in un secondo momento e con precisa spontaneità arriva, quasi per illuminazione, al lavoro trascritto. «Qualunque fosse il problema – descrive lo storico della scienza Steve Heims (John Von Neumann and Norbert Wiener: From Mathematics to the Technologies of Life and Death, 1980, p. 126) – lo scienziato cominciava raccogliendo e organizzando nella sua mente la moltitudine di elementi necessari, così comprendendo nel profondo le loro relazioni strutturali, prima di scrivere o persino di parlarne». Ed è proprio così che assistiamo al dispiegarsi delle idee in questo manoscritto, incompleto ma giunto alla terza edizione, forse per il suo carattere profetico. 

Il matematico apparecchia tutti gli strumenti necessari, tutti gli elementi e le distinzioni fondamentali perché il confronto sia chiaro. Sul tavolo c’è una macchina, smontata in tutte le sue componenti, fino alla più piccola unità di calcolo: (all’epoca) una valvola termoionica. Con ordine si sviluppano i concetti di macchina analogica e macchina digitale, di memoria, degli organi di base che la costituiscono e dei principi di gerarchia che la organizzano. Dall’altro lato del tavolo c’è un cervello, fino alla più piccola unità di calcolo, la sinapsi di un neurone, i cui impulsi complessi (elettrochimici e meccanici) capaci di generare risposte o silenzi, “sì o no”, fanno del sistema nervoso un automa naturale all’apparenza digitale. Von Neumann può mettere sullo stesso tavolo un computer e un cervello perché «applicando il principio di Turing di equivalenza del calcolo, concepisce una strategia per interpretare in termini di calcolo i metodi utilizzati dal cervello» (p. 10, dalla Prefazione di Ray Kurzweil). Oltre le note analogie però, il confronto sugli aspetti più superficiali sottolinea evidenti differenze: la macchina vince sul cervello per velocità di risposta, il cervello ha un vantaggio per le minime dimensioni delle componenti. Cioè la macchina ha meno componenti ed è più veloce, il cervello è lento ma ha molte più componenti. È probabile allora che il cervello debba raccogliere «il maggior numero possibile di elementi logici simultaneamente e li elabori simultaneamente» (p. 107). Questo suggerisce una differenza più profonda.

illustrazione di Alessandro Spedicato

Oggi scrivo sul mio portatile e posso esplorare, attraverso siti di divulgazione o veri e propri database di ricerche, la costante espansione delle conoscenze sul cervello. Insomma, da una parte l’informatica, dall’altra le neuroscienze: il dibattito sull’intelligenza si è complicato. Proprio da un articolo uscito recentemente su Current Biology (Y. Zuo, H. Safaai, G. Notaro, A. Mazzoni, S. Panzeri, M. E. Diamond, 2015)  un numero di dati empirici sembra dimostrare che il cervello lavorerebbe simultaneamente attraverso due “alfabeti”: il numero di impulsi e la loro variazione nel tempo. All’epoca, Von Neumann non poteva avere molti dettagli corretti, eppure ipotizzava che a giocare un ruolo fondamentale nel viaggio dell’informazione fosse l’organizzazione spaziale delle connessioni, l’intensità degli impulsi e la loro variazione nel tempo e che dunque «ciò che conta non sono le posizioni precise di determinati marcatori (…) bensì le proprietà statistiche del loro verificarsi» (p. 136). Alle prime semplificazioni, alla prima superficiale impressione che il cervello lavori come una macchina digitale, ritorna Von Neumann per dimostrarci come la realtà sia più complessa. Un sistema con una frequenza di impulsi come quella del cervello rende impossibile un’elevata precisione. E bassa precisione significa bassa affidabilità. Più gli errori si accumulano, più possono amplificarsi. Com’è possibile allora che un sistema così apparentemente impreciso «riesc[a] a svolgere il proprio compito estremamente complicato» (p.135)? Il tentativo di formalizzare le strutture e il funzionamento logico del cervello sembra fallire. Allora «la logica e la matematica del sistema nervoso centrale (…) devono essere strutturalmente ed essenzialmente diverse da quei linguaggi a cui la nostra esperienza comune fa riferimento» (p. 139). Linguaggi come le forme della logica e della matematica che, «è ragionevole supporre», sono espressioni storiche e accidentali (p. 138).


Anche in questo momento di resa della possibilità di comprensione logica e matematica, sembra svelarsi la necessità più intima di Von Neumann, quella di riconsiderare costantemente la matematica come strumento e come linguaggio. Lo confessa apertamente: «a grande distanza dalla sua fonte empirica, o dopo molto lavoro “astratto”, un soggetto matematico è in pericolo di degenerazione (…) il solo rimedio mi sembra essere il ritorno ringiovanente alla fonte: l’iniezione di idee più o meno direttamente empiriche» (The Matematician, 1947). Fu proprio la necessaria iniezione di idee a farne un polymath e a spingerlo nei territori della fisica e dell’economia, della cibernetica e della teoria dell’informazione. Ma mentre questa necessità si nutriva, d’altra parte cresceva inevitabile la riduzione della realtà a formalismo matematico. Così in economia Von Neumann, tra gli autori della teoria dei giochi, si poneva l’intento di sviluppare addirittura strutture teoriche in grado di indicare buone e cattive decisioni politiche. Sicché, «il problema di “saggezza” della scelta, o di “razionalità” dell’azione sarebbe stato ridotto a materia di calcolo» (Heims, 1980, p. 293). E mentre Oppenheimer, capo del progetto Manhattan, quando vide esplodere l’atomica raccontò di aver ricordato i versetti del Bhagavad-Gita «adesso sono diventato Morte, il distruttore dei mondi», Von Neumann architettava ordigni e calcolava traiettorie perché facessero il massimo del danno e dei morti. Questo continuo tentativo, anche controverso, di trovare fonti empiriche perché fossero di progresso per la matematica «appariva essere intimamente legato al tema del ringiovanimento, come controparte o palliativo alla “paura dell’estinzione”, una preoccupazione nella vita di Von Neumann, specialmente nei suoi ultimi anni» (Heims, p.121). E nel suo ultimo anno, il pensiero di paragonare l’architettura logica di una macchina al cervello diventa la fonte, anche se incompleta, per ringiovanire il pensiero matematico fino ad ammetterne il limite, fino a dire che «quando parliamo di matematica, potrebbe essere che stiamo discutendo di un linguaggio secondario, costruito sul linguaggio primario realmente utilizzato dal sistema nervoso centrale. In tal modo, le forme esteriori della nostra matematica non avranno assolutamente alcuna rilevanza (p. 140).

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Ringrazio Paulo Fernando Lévano per i suggerimenti a proposito dei già citati John Von Neumann and Norbert Wiener: From Mathematics to the Technologies of Life and Death di Steve Heims e The Mathematician dello stesso Von Neumann.