150 anni di scienza dell’informazione

Felice Cardone∗

Versione preliminare

Che sia pertinente parlare di scienza dell’informazione celebrando il 150◦

anniversario dell’unita d’Italia non e fatto completamente ovvio e costituisce,in fondo, il tema di fondo di questo intervento.1 Le circostanze storichesono tuttavia favorevoli a questo accostamento, e la breve rassegna storicache propongo inizia proprio da alcuni incontri poco noti che coinvolgonopersonaggi chiave del nostro Risorgimento e scienziati che hanno giocatoun ruolo centrale nell’origine delle idee di una scienza dell’informazione.Vedremo poi come queste idee conservino un interesse che oltrepassa di granlunga quello delle mere curiosita archeologiche della disciplina.

1 Alcune storiche coincidenze

Prendiamo le mosse da una figura ritenuta giustamente emblematica nel-la storia della scienza dell’informazione, quella di Charles Babbage (1791-1871). Come e noto, Babbage e stato matematico e “polymath” oggi celebrepiu che altro per la progettazione e la (parziale) realizzazione delle macchinecalcolatrici che piu da vicino precorrono gli attuali calcolatori. La figura 1riproduce la dedica della sua autobiografia a Vittorio Emanuele II.2 Perchequesta devozione di Babbage, suddito inglese, al primo Re di Italia?

Nel 1839 ebbe luogo il primi congresso degli scienziati italiani, per vo-lonta del Granduca di Toscana. L’idea gli era stata suggerita da Babbage,da lui incontrato durante un viaggio in Italia, gia nel 1828. Tuttavia l’invito

∗Dipartimento di Informatica, Universita di Torino, felice@di.unito.it1La sfida a celebrare i 150 anni dell’unita d’Italia parlando di scienza dell’informazione

mi e stata lanciata dal dott. Giuseppe Novello, che ringrazio per l’invito a questa giornata.Ringrazio anche il prof. Piercarlo Giolito per i suoi commenti su una versione precedentedi questo testo.

2Charles Babbage, Passages from the Life of a Philosopher, Longman, London, 1864.

1

Figura 1: La dedica dell’autobiografia di Babbage

2

alla partecipazione da parte del Granduca rivolto a Babbage fu declinato3

perche Babbage non si sentiva ancora pronto, e solo l’anno successivo ac-cettera l’invito a recarsi a Torino per partecipare al secondo congresso degliscienziati italiani, voluto da Carlo Alberto di Savoia nel 1840, rivoltogli daGiovanni Antonio Amedeo Plana, professore di Astronomia presso l’Univer-sita. E in questa circostanza che Babbage fu ricevuto dal Re Carlo Alberto,il quale dimostro grande interesse per il lavoro e le conoscenze scientifiche diBabbage, e si comporto in modo relativamente informale con lo scienziato.4

Durante il viaggio Babbage acquisto a Lione, presso Didier-Petit, un ritrattotessuto in seta di Jacquard, realizzato mediante un telaio di Jacquard con-trollato da schede del tutto simili a quelle che avrebbero dovuto controllarela macchina analitica. Il ritratto era inteso come dono per il Granduca diToscana, con il quale Babbage era rimasto in contatto epistolare sin dall’in-contro del 1828. Il progetto originario di visitare Firenze ed il Granduca diToscana durante il viaggio del 1840 non pote essere realizzato, percio Bab-bage cambio idea relativamente alla destinazione del ritratto di Jacquard inseta: sfruttando il fatto che la regina era la sorella del Granduca di Toscana,regalo a lei il ritratto. Prima di lasciare Torino, si dice che un uomo di corteabbia elencato a Babbage i segni di onore ricevuti dal sovrano: la stretta dimano; il permesso di sedersi in sua presenza; e soprattutto il permesso difare un regalo alla Regina.5

L’invito di Plana chiedeva esplicitamente a Babbage di presentare la suaMacchina Analitica ad un pubblico selezionato di scienziati italiani. Bab-bage ricorda6 di avere ricevuto per alcune mattine nei propri appartamenti,le cui pareti erano tappezzate di schizzi, formule e notazioni relative al-la Macchina Analitica, Plana, Ottaviano Fabrizio Mossotti, Luigi FedericoMenabrea e altri studiosi vivamente interessati a questo congegno. I disegnidi Babbage furono donati all’Accademia delle Scienze di Torino, dove sonotuttora conservati. L’idea di prendere appunti delle presentazioni di Babba-ge venne da Plana, che tuttavia dovette chiedere al piu giovane Menabreadi continuare in questa impresa. Sappiamo che Menabrea pubblichera que-sti appunti nel 1842, in quello che puo essere considerato il primo articolo

3Babbage invio una lettera assieme al suo amico Herschel al Cav. Vincenzo Antinori,direttore del Museo di Fisica e Storia Naturale di Firenze, che viene menzionata nellarelazione iniziale degli Atti della Prima Riunione degli Scienziati Italiani tenuta in Pisanell’Ottobre del 1839, Pisa, Tipografia Nistri, 1840.

4E interessante il racconto di questo episodio, nel capitolo XXIV dell’autobiografia,cit., pagg. 298 e sgg.

5Babbage, Passages, cit., pag. 3096Babbage, Passages, cit., pagg. 129 e sgg.

3

scientifico di informatica, apparso sulla rivista Bibliotheque Universelle deGeneve, con il titolo Notions sur la Machine Analytique de M. Charles Bab-bage. La traduzione inglese di questo lavoro fu effettuata l’anno successivoda Ada Augusta Byron, contessa di Lovelace, collaboratrice di Babbage chela chiamava “The Enchantress of Numbers”, da lui conosciuta ad un partynel 1833.

Interprete ed accompagnatore di Babbage durante il viaggio verso Torinofu Fortunato Prandi, amico di Foscolo e Mazzini rifugiato a Londra dopo ilfallimento dell’insurrezione in Piemonte del 1821, divenuto poi buon amicodi Babbage. Venne poi graziato nel 1842, ed eletto deputato nel collegio diAlba. Fondo le officine Taylor e Prandi a Genova Sampierdarena, dalle qualiebbe origine la Ansaldo. L’amicizia con Babbage permise a Prandi di esserelasciato circolare liberamente durante il soggiorno del 1840, per ordine delRe Carlo Alberto.

Gia prima di allora Babbage era entrato in contatto con italiani desti-nati a diventare figure di riferimento nella politica italiana.7 Secondo unaannotazione dal diario di Cavour in data 23 Maggio 1835, fu nella residen-za di Babbage a Dorset Street che il futuro primo Presidente del Consiglioincontro per la prima volta il filosofo Alexis de Tocqueville, che influenzo losviluppo del suo futuro pensiero politico.8

2 Notazioni e la meccanizzazione del calcolo

Oggi consideriamo Babbage un precursore della scienza dell’informazione,considerando la sua Macchina alle Differenze, seguita dal piu ambizioso pro-getto della Macchina Analitica, le piu eminenti anticipazioni delle modernemacchine calcolatrici. Se questo fosse l’unico motivo dell’interesse per i lavo-ri di Babbage, allora le sue idee potrebbero essere apprezzate soltanto tra lealtre curiosita archeologiche custodite in appositi musei, avendo perso ognipossibilita di attualizzazione. Che cosı non sia, e quello che mi propongo dimostrare partendo da un’idea insolita che sembra essere alla base dell’interavita scientifica di Babbage. Piu precisamente, mi sembra che l’interesse di

7Si tenga presente che Plana fu senatore della I Legislatura del Regno di Sardegnanominato dal Re Vittorio Emanuele II; il suo allievo Menabrea fu Presidente del Consigliodei ministri del Regno d’Italia (27 ottobre 1867-11 dicembre 1869); Mossotti fu nominatosenatore nel 1861.

8La vita sociale di Babbage e le relazioni di questo con gli scienziati italiani, sonoillustrate in dettaglio nel Capitolo 12 della biografia di Anthony Hyman, Charles Babbage:Pioneer of the Computer, Princeton University Press, 1982, pp. 164–189. I paragrafi cheprecedono sono essenzialmente un riassunto dei passaggi rilevanti di questa biografia.

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Babbage per le notazioni, a partire dalla fondazione, nel 1812, della Analy-tical Society di Cambridge assieme ad Herschel e Peacock, fino al progettodella Macchina Analitica, fornisca un tema conduttore che percorre l’evo-luzione dell’informatica fino ad oggi. E questo tema che voglio esploraresinteticamente nel seguito di questo intervento.

2.1 Algebra e calcolo differenziale a Cambridge: la Analyti-cal Society

Nel 1812 Babbage, con John Herschel (1792-1871), George Peacock (1791-1858) e altri suoi compagni di studi, fonda a Cambridge la Analytical Societycon l’obiettivo di diffondere i metodi algebrici in analisi9 seguendo le idee diLagrange. L’intento di questa societa e quello di contrastare il torpore cheavvolgeva lo studio dell’analisi in Inghilterra all’inizio del XIX secolo, la cuiresponsabilita era attribuita da Babbage ed i suoi compagni alla notazio-ne flussionale di Newton. Nell’ambito del suo programma, Lagrange avevastudiato da un punto di vista algebrico gli operatori differenziali, conside-rando l’operatore d/dx come oggetto algebrico, e le equazioni funzionali.10

Gia Leibniz aveva osservato nel 1697, in una lettera a Wallis, l’analogia traesponenti di una somma:

(x + y)n =n∑

k=0

=(

nk

)xn−kyk (1)

e sviluppo della derivata n-esima di un prodotto di funzioni:

dn(fg) =n∑

k=0

(nk

)dn−kfdkg. (2)

La notazione che fa uso di esponenziale rende evidente la corrispondenza trale formule (1) e (2) e l’uniformita di trattamento tra numeri e funzioni, chee nascosta dall’uso dei punti per indicare le derivate, secondo la notazione diNewton.11 Particolare importanza ebbe per lo sviluppo della forma algebrica

9All’epoca, “analitico“ era spesso sinonimo di “algebrico”. Su questo punto, ed in ge-nerale sullo sviluppo scientifico di Babbage, si veda I. Grattan-Guinness, Charles Babbageas an algorithmic thinker, IEEE Annals of the History of Computing, 14(3), 1992, pp.34–48.

10Grattan-Guinness, op. cit. p. 37.11La seguente esposizione riassume M.-J. Durand-Richard, Charles Babbage (1791-

1871): de l’ecole algebrique anglaise a la “machine analytique”, Methematiques et scienceshumaines, 118, 1992, pp. 5–31, in particolare il §2.1.

5

dell’analisi il teorema di Lagrange12 basato sull’analogia tra la serie:

u(z + h) = u(z) +∞∑i=1

diu

dzi

hi

i!(3)

e l’espansione in serie di Taylor della funzione esponenziale:

ez =∞∑i=0

zi

i!(4)

Lagrange sostituisce z con (du/dz)h e identifica (du/dz)n e (dnu/dzn), ot-tenendo:

u(z + h)− u(z) = edudz

h − 1 (5)

Questo approccio fu sviluppato da Arbogast fino a diventare un’impostazio-ne metodologica: il metodo di separazione dei simboli di operazione dai sim-boli di quantita. Per esempio, la notazione dy/dx era sostituita da (d/dx)ye analogamente si separava il simbolo f per la funzione dal simbolo x perl’argomento nella notazione f(x). Separando i simboli, e scrivendo Du alposto di du/dz e ∆u al posto di u(z + h)− u(z), l’equazione (5) diventa:

∆u = (ehD − 1)u (6)

che implica che∆nu = (ehD − 1)nu (7)

I metodi algebrici continentali in analisi erano esposti nel libro di testo diLacroix, Traite elementaire de Calcul Differentiel et Integral, del 1802. LaAnalytical Society nel 1816 traduce questo testo, che ha notevole successotra gli studenti inglesi. La traduzione e accompagnata da note, una dellequali, scritta da Peacock, interamente dedicata al teorema di Lagrange. Lanovita delle notazioni impiegate in questo testo e resa evidente dalle difficoltadei tipografi di trovare i caratteri necessari per stamparlo.13 In effetti, iltitolo suggerito da Babbage per l’unico volume degli atti della AnalyticalSociety era: “The Principles of pure D-ism in opposition to the Dot-age ofthe University”, scherzando sul fatto che le derivate fossero indicate nellanotazione continentale con d, e con punti in Inghilterra.

12J. L. Lagrange, Sur une nouvelle espece de calcul relatif a la differentiation et al’integration des quantites variables, Nouveaux Memoires de L’Academie Royale desSciences et Belles-Lettres, 1772. In Oeuvres, vol. 3, pp. 441–476.

13Cfr. Christiane Ruffieux, La naissance du concept de structure algebrique en Grande-Bretagne dans la premiere moitie du 19eme siecle. Influence des philosophes de l’EcoleEcossaise du Sens Commun, Tesi di Dottorato, Universita di Ginevra, 2005, p. 142.

6

2.2 La semiotica di Babbage: notazione come strumento delpensiero

Piu che entrare nei dettagli dell’opera metamatica di Babbage, ci interessaconsiderare qui solo uno degli aspetti in cui si manifesta l’interesse per lenotazioni che pervade l’intera sua attivita scientifica.

Gia prima di entrare come studente al Trinity College di Cambridge,Babbage viene a sapere casualmente delle ricerche su una lingua universaledi cui cerca dapprima di produrre una grammatica, poi un dizionario. De-siste da questi precoci tentativi quando si rende conto dell’impossibilita didisporre i segni di questa lingua secondo un ordine lineare, che ne rendapossibile scoprirne il significato come in un normale dizionario. Solo qualchetempo dopo, a Cambridge scoprira l’esistenza delle ricerche di Wilkins sullalingua universale.14

Se questi interessi per le lingue perfette non sembrano essere documen-tati nella produzione di Babbage, sono molti i suoi scritti che vertono sullenotazioni, non solo nella matematica. Eccone un elenco rappresentativo, perquanto non necessariamente completo:15

1. Observations on the notation employed in the calculus of functions,Transactions of the Cambridge Philosophical Society, 1, 1822, pp. 344–354;

2. On a method of expressing by signs the action of machinery, Philoso-phical Transactions of the Royal Society, 116, 1826, pp. 250–265;

3. On the influence of signs in mathematical reasoning, Transactions ofthe Cambridge Philosophical Society, 2, 1827, pp. 325–378;

4. Notation, The Edinburgh Encyclopedia, vol. 15, 1830, pp. 394–399;

5. Laws of Mechanical Notation, Opuscolo stampato privatamente, Lon-dra, 1851.

A questi titoli dovrebbero probabilmente essere aggiunti i capitoli non pub-blicati dell’opera inedita (e incompiuta) The Philosophy of Analysis, con-servata in originale tra i manoscritti di Babbage in possesso del BritishMuseum, in particolare il terzo di questi, General notions respecting analysis.

14Babbage, Passages, cit., pagg. 25–26. Sulle lingue ideali, si veda U. Eco, La ricercadella lingua perfetta nella cultura europea, Laterza, 1993, cap. 12.

15La descrizione si basa su J. M. Dubbey, The Mathematical Work of Charles Babbage,Cambridge University Press, 1978, cap. 7.

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Nel primo degli scritti elencati sopra, Babbage osserva l’importanza dellanotazione esponenziale an per aa . . . a (n volte a), notazione estesa anche allefunzioni. Ma, poiche

cosı grande e la connessione che sussiste tra tutti i rami del-l’analisi pura, che non posssiamo impiegare un nuovo simbolo ouna nuova definizione senza con questo introdurre un’intera seriedi conseguenze, e nostro malgrado, proprio il segno che noi ab-biamo creato, e al quale abbiamo conferito un significato, quasiprescrive da solo il cammino che le nostre ricerche future devonoseguire16

si ottengono immediatamente le equazioni

fn+m(x) = fn(fm(x)) da cui, in particolare

fm(x) = f0(fm(x)) percio

f0(x) = x, ed inoltre

f0(x) = f−1(f1(x)) = f1(f−1(x)) = x.

Ma e in Notation che Babbage riassume nella forma piu generale le regole daseguire nel costruire una buona notazione, intendendo con questo termine

l’arte di adattare simboli arbitrari alla rappresentazione di quan-tita delle operazioni da eseguirsi su di esse.

Cosı, ad esempio abbiamo una specie di rasoio di Occam per le notazioni:

Non dobbiamo moltiplicare il numero di simboli matematici oltreil necessario,

oppure la richiesta che

tutte le notazioni dovrebbero essere congegnate in modo da avereciascuna delle parti utilizzabili separatamente.

Questi principi furono anche adottati nella costruzione delle notazioni perdescrivere le sue macchine calcolatrici:

La difficolta di tenere a mente tutti i movimenti simultanei e suc-cessivi di una macchina complicata [. . . ] mi ha indotto a cercare

16Babbage, Observations, cit., p. 64.

8

un metodo mediante il quale io potessi con un colpo d’occhio sce-gliere una parte specifica e scoprire a ciascun istante il suo statodi moto o di quiete, la sua relazione con i movimenti di qual-siasi altra parte della macchina, ed all’occorrenza ricondurre leorigini del suo movimento attraverso tutti i suoi stadi successivifino alla sorgente del movimento. Presto mi resi conto che leforme del linguaggio ordinario erano troppo prolisse per riporviqualche speranza di eliminare la difficolta, ed essendo convin-to dall’esperienza dell’immensa potenza che l’analisi trae dallagrande concentrazione di significato nel linguaggio che impiega,non ci misi molto a decidere che la strada migliore da seguire eraquella di ricorrere al linguaggio dei segni. Divenne allora neces-sario escogitare una notazione che fosse semplice ed espressiva,se possibile, facile da capire all’inizio, e in grado di essere age-volmente tenuta a memoria per l’appropriatezza dei segni allecircostanze che si intende essi rappresentino.17

2.3 Notazioni nella storia dell’informatica

Qual e la rilevanza delle notazioni per la scienza dell’informazione? Seb-bene l’idea di notazione sia di rado evidenziata, esiste tuttavia una lungatradizione nella quale la meccanizzazione del calcolo e in generale di processiintellettuali si fonde con una altrettanto lunga tradizione di progettazione dilinguaggi, ideali e non. Questa tradizione, relativamente alla sua influenzadiretta o indiretta su Babbage, puo essere fatta risalire all’opera di Condil-lac e dei suoi continuatori, de Gerando (le cui considerazioni sulla notazionesono citate da Babbage in On the influence of signs, cit., p. 329 e sgg.) e gliIdeologi.18 E interessante osservare che l’enfasi di Condillac sulla dimensio-ne linguistica delle idee fu influente non soltanto sullo sviluppo dell’algebrae dell’analisi, ma ad esempio anche della chimica. Lavoisier cita Condillacnel secondo paragrafo del suo Discours preliminaire al Traite elementairede chimie del 1789 come ispiratore nella sua impresa di miglioramento dellanotazione chimica, fino alla scrittura di equazioni chimiche. Nelle idee di

17Babbage, On a method, cit., pp. 250–251.18Condillac, E.B. de, La logique ou les premiers developpemens de l’art de penser, L’E-

sprit, Paris, 1780; Id., La langue des calculs, Auroux, S. and A.-M. Chouillet, (eds.),Presses Universitaires de Lille, 1981; J. M. de Gerando, Des signes et de l’art de penserconsideres dans les rapports mutuels, 4 vols., Goujon, Paris, 1800. L’influenza di questipensatori su Babbage e discussa da E. L. Ortiz, On the Impact of Philosophical Concep-tions on Mathematical Research: The Case of Condillac and Babbage, Metatheoria 1(1),2010, pp. 65–76.

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Condillac riassunte da Lavoisier, non si pensa se non con l’aiuto delle pa-role; il ragionamento si riduce ad una lingua ben fatta; le lingue sono degliautentici metodi analitici; l’algebra e il modo piu semplice, piu adatto e piuesatto per riferirsi al suo oggetto, ed e al contempo una lingua e (quindi)un metodo analitico. Fu proprio questa enfasi sul linguaggio algebrico chepreparo in Francia l’accoglienza favorevole dei metodi algebrici di Lagrangein analisi.

Gia Ada Lovelace, in una nota alla sua traduzione dell’articolo di Mena-brea sulla Macchina Analitica, aveva osservato i legami di questo congegnocon il linguaggio algebrico.19

Negli anni successivi, indipendentemente dalle idee di Babbage, trovia-mo altri esempi di interesse per le notazioni in autori che hanno contribuitodirettamente o indirettamente allo sviluppo dell’informatica. Senza appro-fondire i dettagli, si puo ricordare che la questione della lingua ideale per ilragionamento20 ha pervaso gli sviluppi dei fondamenti della matematica allafine dell XIX secolo, da Frege a Russell al Tractatus di Wittgenstein (1921)passando, soprattutto, da Peano il quale fu sempre legato ad una concezio-ne della logica formale come lingua piuttosto che come calcolo.21 Sappiamo

19“The methods in Arbogast’s Calcul des Derivations are peculiarly fitted for the no-tation and the processes of the engine”, Ada Lovelace, Sketch of the Analytical EngineInvented by Charles Babbage, By L. F. MENABREA of Turin, Officer of the MilitaryEngineers from the Bibliotheque Universelle de Geneve, October, 1842, No. 82 With no-tes upon the Memoir by the Translator ADA AUGUSTA, COUNTESS OF LOVELACE,Taylor’s Scientific Memoirs, 3, 1843, pp. 666–731. I contributi di Ada Byron alle originidella scienza dell’informazione, in quanto prima programmatrice, hanno motivato il fattoche il suo nome e oggi anche il nome di un linguaggio di programmazione.

20In una lettera di Bromhead a Babbage, 7 Marzo 1821, custodita tra i Babbage Papersalla British Library di Londra, si legge: “The multitude of significations which attachto many of the words that compose our ordinary language, is a disadvantage which iscompletely removed from that of analysis”. Una frase di questo genere potrebbe esserestata scritta da Frege, che paragonava la sua ideografia ad un microscopio, e il linguaggionaturale agli occhi.

21G. Peano, Notations de Logique Mathematique (Introduction au Formulaire de Ma-thematiques), Torino, tipografia Guadagnini, 1894, pp. 3–52. In Importanza dei simboliin matematica, Scientia, 18, 1915, pp. 165–173, Peano afferma ad esempio che “le cifrenon sono dei puri simboli stenografici, cioe delle abbreviazioni del linguaggio comune; essicostituiscono una nuova classificazione delle idee”. Questa proprieta dei linguaggi artifi-ciali si applica anche alle ideografie logiche, alle quali Peano contribuı in modo essenziale.Parlando, nello stesso lavoro, dei Principia Mathematica di Whitehead e Russell, Peanoafferma che “le idee nel loro libro usate sono piu astratte di quelle considerate nel linguag-gio ordinario; e quindi non sonvi parole che abbiano il valore esatto dei simboli. Anzi leidee astratte e semplici considerate nel loro lavoro mancano di espressione nel linguaggiocomune, che rappresenta piu facilmente idee complesse. Percio il simbolismo e piu chiaro;permette di costruire serie di ragionamenti quando l’immaginazione sarebbe interamente

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quanto i risultati ottenuti in questo periodo sui linguaggi formalizzati e sul-la meccanizzazione della logica fondamentali per lo sviluppo della scienzadell’informazione: dalla teoria degli automi e dei linguaggi formali (Klee-ne, Chomsky per influenza di Post), alla teoria della calcolabilita (Turing,Church, Kleene, Rosser, Post) ai fondamenti della programmazione (Bohm).D’altra parte, abbiamo la semiotica dei linguaggi di programmazione, neilavori di Saul Gorn, per il quale

lo studio dei linguaggi meccanici riguarda la sintesi e l’ana-lisi di sistemi di disposizioni di simboli, e la sintesi e l’analisi dielaboratori che generano, riconoscono, traducono ed in generaleinterpretano tali sistemi in vari modi. I simboli possono esserequalsiasi tipo di segnali possa essere percepito, siano essi visivi,uditivi, tattili, olfattivi o motori; oppure elettrici, elettromagne-tici, meccanici, basati sul calore o sul movimento corporeo, oaltro.22

Analoghi interessi semiotici emergono nei lavori pionieristici di Alfonso Ca-racciolo di Forino sulla linguistica dei linguaggi di programmazione.23

Un discorso a parte invece richiederebbe il lavoro di Kenneth Iverson,progettista del linguaggio di programmazione APL,24 se si considera che ilriepilogo del suo lavoro su APL in occasione del conferimento del premioTuring nel 197925 oltre al significativo titolo, cita in esergo Babbage: “The

inabile a sostenere se stessa senza aiuto simbolico.”22S. Gorn, The computer and information sciences: A new basic discipline, SIAM Re-

view, 5(2), 1963, pp. 150–155, Si vedano anche: Id., Some Basic Terminology ConnectedWith Mechanical Languages and Their Processors, Communications of the ACM, 4, 1961,pp. 336–339; Id., Specification Languages for Mechanical Languages and Their Processors— A Baker’s Dozen, ibid., pp. 532–542; Id., Mechanical Pragmatics: A Time-MotionStudy of a Miniature Mechanical Linguistic System, ibid., 1963, pp. 576–589; Id., TheIdentification of the Computer and Information Sciences: Their Fundamental SemioticConcepts and Relationships, Foundations of Language, Vol. 4, No. 4 1968, pp. 339–372.

23A. Caracciolo di Forino, Linguistic problems in programming theory, Proceedings ofthe IFIP Conference, 1965, pp. 223–228; Id., On the concept of formal linguistic systems,in Formal Language Description Languages for Computer Programming, a cura di T. B.Steel, Proceedings of the IFIP Conference, Vienna 1964, North-Holland, 1966, pp. 37–51;Id., Some preliminary remarks on theoretical pragmatics, Communications of the ACM,9(3), pp. 226–227. Per le relazioni della teoria dei linguaggi di programmazione con lasemiotica, si veda H. Zemanek, Semiotics and programming languages, Communicationsof the ACM, 9(3), pp. 139–143.

24K. Iverson, A programming language, Wiley and Sons, 1962.25K. Iverson, Notation as a tool of thought, Communications of the ACM, 23(8), 1980,

pp. 444–465.

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quantity of meaning compressed into small space by algebraic signs, is ano-ther circumstance that facilitates the reasonings we are accustomed to carryon by their aid.” Iverson in questo lavoro lamenta la mancanza di univer-salita del linguaggio matematico dovuta alla necessita di interpretazione nelcontesto specifico di applicazione.26 Invece,

i linguaggi di programmazione, poiche sono progettati con loscopo di fornire direttive ai calcolatori, offrono vantaggi impor-tanti in quanto strumenti del pensiero. Non solo sono univer-sali (general-purpose), ma sono anche eseguibili e non ambigui.L’eseguibilita comporta che sia possibile utilizzare i calcolato-ri per effettuare esperimenti su idee espresse in un linguaggiodi programmazione, e la mancanza di ambiguita rende possibileesperimenti di pensiero precisi.

Ci accontentiamo di queste brevi indicazioni sull’emergere di una tematicarelativa allo sviluppo delle notazioni nell’ambito della storia recente, e tor-niamo ancora una volta a Babbage per seguire a rapidi cenni la nascita diun’altra tematica, quella della meccanizzazione, almeno in un suo aspettoimportante e forse meno noto.

2.4 Macchine calcolatrici — umane e non

Nel ventesimo capitolo della sua opera On the Economy of Machinery andManufactures,27 Babbage espone i principi alla base della realizzazione delletavole matematiche guidata da Prony in Francia alla fine del XVIII seco-lo, poco dopo l’introduzione del sistema decimale.28 Prony fece uso dellatecnica della divisione del lavoro, descritta da Adam Smith, anche nella rea-lizzazione dei calcoli che portarono alla compilazione delle tavole, creandotre gruppi di persone addette a diversi tipi di calcoli: la prima sezione com-posta da cinque o sei tra i piu eminenti matematici francesi, il cui compito

26D. B. McIntyre, in Language as an intellectual tool: From hieroglyphics to APL, IBMSystems Journal, 30(4), 1991, pp. 554–581, offre un excursus storico sulle notazioni ma-tematiche dal punto di vista del linguaggio APL, riconducendo la facilita di trattamentodelle matrici in questo linguaggio alle raccomandazioni di Sylvester, vissuto un secoloprima dell’implementazione di APL, relative ai vantaggi delle matrici come “quantitamultipla”.

27Londra, 1835 (quarta edizione).28Babbage possedeva oltre 300 libri di tavole, e custodiva come un tesoro prezioso alcune

pagine delle tavole di Prony donategli dallo stampatore, Didot, durante una sua visita nel1819, mentre le tavole erano in composizione. Si veda S. Schaffer, Babbage’s calculatingengines and the factory system, Reseaux, 1996, 4(2), pp. 271–298.

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era quello di trovare per una data funzione l’espressione piu adatta ai calcolinumerici; la seconda sezione consisteva di sette o otto persone ben preparateche predisponeva le formule numeriche da passare alla terza sezione, compo-sta da sessanta a ottanta persone che non usavano altro che la somma e ladifferenza, che elaborava i calcoli e li passava indietro alla seconda sezione.Babbage osservava che la terza sezione svolgeva un lavoro quasi meccani-co, e paragonava la struttura imposta da Prony all’intero procedimento allaprogettazione di uno stabilimento, per esempio una filatura. Il progetto erarealizzato dall’equivalente della prima sezione, la direzione dei lavori era affi-data a degli ingegneri che quindi corrispondevano al personale della secondasezione, ed infine la realizzazione effettiva poteva essere delegata all’equi-valente della terza sezione. Babbage approfondisce poi la connessione conil principio della divisione del lavoro e la possibilita della sua applicazionein questo contesto, illustrando la costruzione di una tabella dei quadratiusando i calcolo delle differenze finite, che si presta sia al confronto con laprocedura di Prony che alla realizzazione meccanica attraverso la Macchinaalle Differenze.

Lasciando da parte gli sviluppi successivi delle macchine, si puo osservarecome per la prima volta, forse, un tema relativo all’organizzazione del lavorovenga avvicinato ad un modello di calcolo. Anche in questo caso, come primaper le notazioni, abbiamo l’origine di una tematica destinata a diventareimportante. Bastino i pochi seguenti riferimenti.

• L’idea di modularita nei linguaggi di programmazione esprime la pos-sibilita di comporre frammenti di programmi indipendentemente dailoro dettagli interni considerandoli, appunto, come moduli. La conse-guente intercambiabilita di parti e un’altra espressione dell’intuizioneche permise ad Henry Ford nel 1913 di produrre 1000 unita al giornodel modello “T”, intuizione che proveniva da Henry Leland che avevasperimentato il valore dell’intercambiabilita lavorando alla Colt o sullevetture Cadillac, azienda da lui fondata.

• Non si puo dimenticare la rilevanza per lo sviluppo dei moderni calco-latori delle idee di J. W. Forrester, inventore della System Dynamics.

• La decomposizione del processo di produzione in operazioni standar-dizzate e in esiguo numero, proposta dal taylorismo, porta immedia-tamente a pensare alla recente realizzazione di architetture parallele.La riduzione del numero di movimenti degli operai effettuata su ba-si sperimentali da Gilbreth (per esempio, la riduzione dei movimenti

13

del muratore per la posa del mattone da 18 a 5) permette inoltre lamisurazione dei movimenti e la relativa sincronizzazione.

Temi analoghi vengono sviluppati anche in un importante lavoro di uno deipersonaggi piu influenti sugli sviluppi attuali della scienza dell’informazione,Vannevar Bush,29 che ralizzo a partire dal 1927 al MIT30 un analizzatoredifferenziale, una calcolatrice analogica per la soluzione di equazioni diffe-renziali fortemente influenzata dalle idee di Babbage sul calcolo meccanico.Bush, avendo osservato che

Sotto il nome di analisi strumentale si deve raggruppare tut-ta l’analisi che procede per mezzo di congegni supplementarial puro ragionamento, sia che questi congegni comportino l’usodi fenomeni meccanici, ottici, termici, elettrici o altri fenomeninaturali.

si riferisce al lavoro pionieristico di Babbage sottolineando che, nella suaidea di meccanizzazione dell’analisi, egli

fu ostacolato dalla spesa e dal ritardo inevitabili ai suoi tempi perla costruzione di congegni realmente complessi. Oggi cose moltopiu complesse si costruiscono a costi ragionevoli, come effettodella produzione di massa di duplicati di parti, della misurazionee dei materiali, e dei moderni processi di fabbricazione.31

L’idea di un supporto strumentale al pensiero32 prese una forma diversa inun altro famoso articolo di Bush, How we may think, apparso sull’AtlanticMonthly del Luglio 1945, in cui viene proposto uno strumento per gestire l’e-norme mole di conoscenza accumulata dalla ricerca scientifica, problema benpresente a Bush il quale, durante la II Guerra Mondiale, aveva coordinatole attivita di circa 6000 scienziati impegnati nelle applicazioni belliche:

29V. Bush, Instrumental analysis, Bulletin of the American Mathematical Society, 1936,42, pp. 649–669.

30Tra i collaboratori, anche un giovanissimo Claude Shannon, che proprio dai circuitidell’analizzatore differenziale pare sia stato indotto a studiare l’applicazione dell’algebradi Boole alle reti di rele, descritta nel suo celebre articolo A Symbolic Analysis of Relayand Switching Circuits, Transactions of the American Institute of Electrical Engineers,1938, 57, pp. 713-723.

31Shannon, cit., p. 651.32La percezione dell’analizzatore differenziale alla sua comparsa deve essere stata pro-

prio quella di una macchina pensante, stando ad un articolo comparso nel 1927 sullaprima pagina del New York Times: “ ‘Thinking Machine’ Does Higher Mathematics; Sol-ves Equations That Take Humans Months.”, citato da L. Owens, Vannevar Bush andthe Differential Analyzer: The Text and Context of an Early Computer, Technology andCulture, 27(1), 1986, pp. 63–95.

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Consider a future device for individual use, which is a sort ofmechanized private file and library. It needs a name, and, to coinone at random, memex will do. A memex is a device in which anindividual stores all his books, records, and communications, andwhich is mechanized so that it may be consulted with exceedingspeed and flexibility. It is an enlarged intimate supplement tohis memory.

Questa pietra miliare della scienza dell’informazione puo essere schematizza-to33 attraverso i quattro aspetti che devono essere migliorati nell’affrontareil problema dell’information overload :

1. l’acquisizione dell’informazione, mediante opportune estensioni dei sen-si;

2. l’organizzazione della conoscenza attraverso macchine per la manipo-lazione logica delle informazioni e l’introduzione di nuove architetturedell’informazione, utilizzando piste associative (l’origine degli attualiipertesti);

3. la ricerca dell’informazione, attraverso il memex ;

4. la condivisione dell’informazione nella collaborazione tra colleghi.

Vale la pena di osservare che le idee che motivano l’introduzione del memexecheggiano le preoccupazioni che oltre un secolo prima animavano le riu-nioni della Cambridge Analytical Society. Come leggiamo dall’introduzionedell’unico volume di Memoirs:34

The capital of science [. . . ], from its very nature, must continueto increase by gradual yet permanent additions [. . . ] One in-convenience, however, results as a necessary consequence fromthe accumulation of indestructible knowledge. The beaten field

33Seguo in questo l’articolo di R. Simpson, A. Renear, E. Mylonas, and A. van Dam50 Years After ’As We May Think’: The Brown/MIT Vannevar Bush Symposium, ACMInteractions, 1996, 3, pp. 47–67.

34Memoirs of the Analytical Society, Cambridge, 1813, pp. xx–xxi. Un’interpretazionedella ambizioni di Babbage ed Herschel come tentativo di applicare la nuova mentalitaindustriale alla scoperta scientifica mediante un utilizzo delle operazioni dell’algebra sim-bolica si trova in W. J. Ashworth, Memory, Efficiency, and Symbolic Analysis: CharlesBabbage, John Herschel, and the Industrial Mind, Isis, 1996, 87(4), pp. 629–653, si vedain particolare p. 638.

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of analysis [. . . ] is yet so considerable with respect to the po-wers of human reason, and [. . . ] so intersected with the tracksof those who have traversed it in every direction, as to becomebewildering and oppressive to the last degree. The labour of onelife would be more than occupied in perusing those works on thesubject which the labour of so many has been spent in compo-sing. [. . . ] That man would render a most invaluable serviceto science, who would undertake the labour of reducing into areasonable compass the whole essential part of analysis [. . . ]

L’ultimo tema, non approfondito da Bush, e invece diventato l’obiettivo prin-cipale del lavoro di Doug Engelbart, inventore del mouse, che ha lanciato unprogramma di ricerca relativo a modi per aumentare non solo l’intelligen-za individuale mediante strumenti, ma anche quello che Engelbart chiama“il quoziente intellettivo collettivo”,35 inteso come capacita di un’organiz-zazione di affrontare problemi complessi e mutevoli. E curioso il fatto cheEngelbart36 discuta problemi semiotici analoghi a quelli di Babbage:

un individuo pensa ed elabora i suoi problemi manipolando con-cetti davanti agli occhi della sua mente. Le sue capacita di me-moria e di visualizzazione sono troppo limitate per permetterglidi risolvere la maggior parte dei suoi problemi a mente. Per lamaggior parte dei problemi della vita reale, un individuo cerca dirappresentare questi concetti con numeri, lettere, parole, grafi,diagrammi ecc. (cioe con simboli) che possono essere assemblatie ricombinati davanti ai suoi occhi in configurazioni che raffigu-rano le relazioni concettuali che devono essere considerate. Noiconvenzionalmente utilizziamo segni sulla carta per aumentarele nostre capacita di visualizzazione e di memoria.

Bush ed Engelbart, infine, hanno contribuito una visione che e alla base dellarealizzazione delle interfacce grafiche oggi abituali, uno sviluppo guidato inorigine dalle idee di Alan Kay sulla possibilita di un DynaBook.37

35Douglas C. Engelbart, Augmenting Human Intellect: A Conceptual Framework, Sum-mary Report, Stanford Research Institute, on Contract AF 49(638)-1024, October 1962,134 pagine. Si veda il sito dedicato ad Engelbart, http://www.dougengelbart.org/home-page/welcome-to-the-bootstrap-alliance.html.

36Si veda il breve promemoria Program on Human Effectiveness, inviato come allega-to ad una lettera di Engelbart a Vannevar Bush in cui viene riconosciuto il debito neiconfronti delle idee di quest’ultimo. La lettera ed il testo dell’allegato si trovano al sitohttp://sloan.stanford.edu/mousesite/EngelbartPapers/LetterToVBush.html.

37Alan Kay, A Personal Computer for Children of All Ages, in Proceedings of the ACM

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Questi sono solo frammenti di un discorso che dovrebbe essere moltoapprofondito sia nei dettagli tecnici che nel suo sfondo culturale. Tutta-via, gia questi pochi cenni hanno permesso di constatare come allo sviluppodella scienza dell’informazione abbiano contribuito idee indipendenti dal-l’esistenza di macchine calcolatrici.38 Per questo siamo riusciti a celebrarel’anniversario dell’unita d’Italia parlando, appunto, non di computer science,ma di scienza dell’informazione.39

National Conference, Boston, 1972; Alan Kay and Adele Goldberg, Personal DynamicMedia, Computer, 1977, 10(3), pp. 31–41.

38D’altra parte, parafrasando Dijkstra, il calcolatore sta all’informatica come il telesco-pio sta all’astronomia. O, sarebbe forse meglio dire, come la macchina a vapore sta allatermodinamica.

39Questo, tra l’altro, e stato il nome del primo corso di laurea in informatica fondato inItalia all’inizio degli anni settanta dell’altro secolo dalle Universita di Pisa e di Torino, ein quest’ultima proprio sotto la direzione di Corrado Bohm.

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