Collegamenti Maturità, la macchina di Turing: esempi per l'orale

La prova orale di maturità inizia con la scelta di uno spunto da cui partire per creare un discorso multidisciplinare. Qualora il materiale fosse una foto della famosa macchina di Turing, vi proponiamo un esempio di collegamenti fra le diverse materie.

La macchina di Turing, collegamenti maturità Informatica

La macchina di Turing prende il nome dal suo inventore e rappresenta il primo prototipo assoluto di computer. Si tratta di una macchina ideale di calcolo logico che presenta un nastro infinito suddiviso in celle e in unità di lettura e scrittura. Ogni cella può contenere un numero finito di simboli tra cui b (blank) che indica lo spazio, 0 e 1, X e Y che funzionano da segnaposto.
L’unità di controllo presenta un numero finito di istruzioni e la macchina di conseguenza può eseguire una sequenza finita di istruzioni in grado di risolvere algoritmi anche molto complessi. Il nastro, che si estende in entrambe le direzioni, invece funziona come stimolo di input, output e memoria.
Anche il concetto di software si fa risalire alla macchina di Turing poiché può essere codificata come un numero e viceversa.
Alan Turing insomma è considerato l’inventore del computer in quanto la sua macchina è un modello di agente di calcolo che dimostra le capacità di un calcolatore: se esiste un problema è calcolabile, allora esisterà una macchina di Turing in grado di risolverlo, altrimenti sarà detto irrisolvibile o incomputabile.

Orale maturità collegamenti Letteratura italiana e la macchina di Turing

In letteratura italiana nel Novecento già si comincia a parlare in qualche modo di intelligenza artificiale, considerando con lucidità l’incidenza sempre maggiore che il veloce progresso informatico avrebbe avuto sull’umanità. Fra tutti i più grandi autori del secondo Novecento in Italia, in particolare, Italo Calvino si cimenta in molti romanzi e saggi a sfondo fantascientifico, e fra tutti gli scritti, quello che più si avvicina al concetto di intelligenza artificiale è sicuramente il saggio dal titolo ‘Cibernetica e fantasmi (appunti sulla narrativa come processo combinatorio’ contenuto in ‘Una pietra sopra’, una raccolta di discorsi sulla letteratura.
Il processo combinatorio studia tutti i modi di scomporre e combinare semplici dati e in letteratura, nell’ambito dello strutturalismo, questo modus operandi ha dato molti risultati, soprattutto in Calvino i cui molti romanzi nascono appunto dalla sua capacità di armonizzare le diverse possibilità del reale (ad esempio Il Castello dei destini incrociati, Le lezioni americane, Le città invisibili) che corrisponde non a un artificio letterario ma ad una visione del mondo.
Calvino in 'Cibernetica e fantasmi' in particolare insiste sul concetto di discreto, in opposizione al continuo, riferendosi al termine in modo matematico e considerando il mondo come realtà divisa in parti separate e ben distinte a cui non si sottrae nemmeno il pensiero e l’attività cerebrale: “Il pensiero, che fino a ieri ci appariva come qualcosa di fluido, evocava in noi immagini lineari come un fiume che scorre o un filo che si dipana, oppure immagini gassose, come una specie di nuvola, tant’è vero che veniva spesso chiamato «lo spirito», - oggi tendiamo a vederlo come una serie di stati discontinui, di combinazioni di impulsi su un numero finito (un numero enorme ma finito) di organi sensori e di controllo. I cervelli elettronici, se sono ancora lungi dal produrre tutte le funzioni d’un cervello umano, sono però già in grado di fornirci un modello teorico convincente per i processi più complessi della nostra memoria, delle nostre associazioni mentali, della nostra immaginazione, della nostra coscienza. Shannon, Weiner [sic], von Neumann, Turing, hanno cambiato radicalmente l’immagine dei nostri processi mentali. Al posto di quella nuvola cangiante che portavamo nella testa fino a ieri e del cui addensarsi o disperdersi cercavamo di renderci conto descrivendo impalpabili stati psicologici, umbratili paesaggi dell’anima, - al posto di tutto questo oggi sentiamo il velocissimo passaggio di segnali sugli intricati circuiti che collegano i relé, i diodi, i transistor di cui la nostra calotta cranica è stipata”.

La macchina di Turing e la Storia: collegamenti maturità

L’invenzione della macchina di Turing risale al 1936 e ha avuto un ruolo decisivo poiché ha influenzato notevolmente le sorti della storia del ‘900.
La macchina infatti durante la Seconda guerra mondiale fu uno strumento di vantaggio molto potente in quanto venne usata dagli inglesi per decodificare i messaggi in codice dei tedeschi.
Alan Turing infatti, geniale matematico considerato uno dei padri dell’informatica, grazie al calcolatore elettronico provvisto della memoria che progettò, riuscì a decifrare i codici dei nazisti che comunicavano ai sommergibili gli obiettivi militari che erano nel mirino. Aggirando quindi Enigma, la macchina al servizio delle forze tedesche per cifrare e decifrare i messaggi, vennero salvate bel 14 milioni di persone e contribuì quindi alla definitiva vittoria degli inglesi.

La macchina di Turing: collegamenti Letteratura inglese orale maturità

Uni degli antenati dei robot è sicuramente Frankenstein romanzo e personaggio omonimo nato dalla penna di Mary Shelley. In questo romanzo considerato il primo di fantascienza a tinte horror, l’autrice inglese presenta un mostro frutto della genialità creativa di uno scienziato, in cui racchiude tutte le paure dell’uomo verso il progresso tecnologico.
Frankenstein infatti rappresenta tutto ciò che è diverso, insolito, ignoto e che quindi provoca terrore nell’uomo.
La prima forma di intelligenza artificiale creata in letteratura viene così presentata come un qualcosa di bizzarro e innaturale, impressione alimentata non a caso dalle fattezze orride del mostro.
Il dottor Frankenstein infatti non ha curato l’aspetto formale ed estetico della sua mostruosa creatura in quanto il suo unico interesse è stato quello di voler creare la vita: un essere non solo vivo ma anche pensante poiché dotato di una propria intelligenza.
Se in letteratura il romanzo è celebrato come uno dei pilastri della letteratura inglese e internazionale, tuttavia in bioetica è considerato un esempio negativo per le allusioni agli esperimenti illeciti e non etici perpetrati dal dottore.

Matematica

Il sistema binario è un sistema numerico a base due a differenza di quello decimale che è a base dieci.
Un numero binario è una sequenza di cifre binarie chiamate bit. Ogni numero presenta solo i valori 0 e 1 e come nel sistema decimale, anche in quello binario si possono fare operazioni aritmetiche come addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione:

• Addizione: 0+0=0;0+1=1;1+0=1; 1+1=0 con riporto di 1 alla colonna verso sinistra;
• Sottrazione: 0-0=0; 1-0=1; 0-1=0 con prestito di 1 dalla colonna a sinistra;
• Moltiplicazione: 0 x 0=0; 0 x1= 1; 1 x 0= 0; 1 x 1= 1;
• Divisione: può essere calcolata attraverso questa formula: D = Q x d + R.

Orale maturità: Filosofia e macchina di Turing

Gli studi sull’intelligenza artificiale realizzati nel campo dell’informatica hanno influenzato molto anche le scienze filosofiche e sociali.
Per verificare l’intelligenza di una macchina e quindi la sua capacità di pensare, Turing nel 1950 elaborò il ‘Test di Turing’ ma il suo esperimento si basò solo su prestazioni non precise.
Così, a causa dell’incapacità di dare risposte scientificamente certe, in filosofia si sono delineate due correnti che ritengono che una macchina intelligente sia il risultato della:

• Intelligenza artificiale debole (weak AI): una macchina debba essere realizzata con regole definite per poi essere intelligente. Un computer quindi non sarà mai all’altezza della mente umana ma potrà solo avvicinarsi parzialmente ai processi cognitivi umani, bel lontana dallo complessità;
• Intelligenza artificiale forte (strong AI): una macchina per programmata presenta un’intelligenza non distinguibile da quella umana, raggiungendo quindi la medesima complessità. Questa teoria considera quindi la mente umana come frutto di calcoli così come anche il ragionamento stesso, quindi perfettamente riproducibile dall’intelligenza artificiale.

Con intelligenza artificiale si intendono tutti quei sistemi che non solo possono eseguire prestazioni considerate intelligenti, ma che al loro interno abbiano anche capacità di incamerare ed elaborare conoscenza attraverso processi propri solo dell’uomo come deduzioni, ragionamento, apprendimento, ecc).
Accanto a queste teorie si affianca il connessionismo, una corrente che sostiene invece che per ricreare le stesse facoltà cognitive dell’uomo, si debbano “emulare le proprietà funzionali e fisiologiche del cervello e delle sue cellule, per esempio attraverso le reti neurali artificiali” (Treccani).
Le ricerche delle neuroscienze si svolgono proprio in questa prospettiva, cercando ad esempio di conferire alle macchine emozioni, stimoli sensoriali ed esigenze corporee. Si cercano così di progettare modelli di intelligenza artificiali diversi e specializzati in base allo scopo per cui sono creati.