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mercoledì 22 aprile 2020

Ingegnerie della divinazione (5)


L’illusione del determinismo

Quando, dopo le rivoluzioni della scienza e dell’industria, la scienza si impadronisce dello strumento lagrangiano delle Fonctions Analytiques[1], gli scienziati, che ancora si chiamano philosophes, hanno la certezza di poter descrivere con le funzioni matematiche l’universo dei fenomeni. Uno strumento matematico capace di gestire i fenomeni dinamici, variabili nel tempo, ponendo in relazione gli effetti con le cause che li hanno prodotti, dimostra almeno sulla carta le sue enormi potenzialità. L’artiglieria, una disciplina che all’Arsenale di Torino ha accolto tra i suoi docenti il matematico Lagrange, fa proprio questo nuovo strumento teorico, che riesce a rinnovare la balistica. Quasi vent’anni dopo l’opera di Lagrange, Pierre Simon de Laplace pubblicherà il suo saggio Essai Philosophique sur les Probabilités (1814) dove si può leggere:

Possiamo considerare lo stato attuale dell'universo come l'effetto del suo passato e la causa del suo futuro. Un intelletto che ad un determinato istante dovesse conoscere tutte le forze che mettono in moto la natura, e tutte le posizioni di tutti gli oggetti di cui la natura è composta, se questo intelletto fosse inoltre sufficientemente ampio da sottoporre questi dati ad analisi, esso racchiuderebbe in un'unica formula i movimenti dei corpi più grandi dell'universo e quelli degli atomi più piccoli; per un tale intelletto nulla sarebbe incerto ed il futuro proprio come il passato sarebbe evidente davanti ai suoi occhi.

Così l’ottimismo di una scienza positiva sempre più potente, sbaraglia ogni dubbio di inadeguatezza legato al passato e fa sognare in un futuro radioso.
Prima della rivoluzione scientifica il criterio di similitudine fondato epistemologicamente sui teoremi di Euclide ammetteva la conoscenza del mondo in una dimensione lineare e riproducibile. I canoni della perfezione dell'uomo vitruviano, alla base delle stesse regole costruttive dell’architettura (non solo edile, ma dell’intero universo) erano stati minati dallo stesso Galilei con le sue considerazioni sulla non-linearità della natura, e avevano trovato nella metafora dell’osso del gigante[2] la loro forma più immediata di una comunicazione destinata anche ai non scienziati.
D’ora in poi, anche se ancora priva delle macchine da calcolo, la scienza procederà per modelli: strutture logiche fondate sugli algoritmi, supportate dalla semantica dei segni e organizzate in gerarchie tassonomiche.
Ma l’ approccio quantitativo definitivo arriverà molto più tardi solo quando la rivoluzione elettronica renderà risolvibili numericamente problemi sino ad allora insoluti e farà nascere la moderna teoria dei sistemi[3] e dei modelli[4] . E di questi nel 1965 Marvin Minsky formulerà una definizione ormai divenuta classica[5]:
A è modello di una realtà B per un osservatore C quando C ponendo domande ad A riesce ad avere risposte relative a B.

[1] Luigi Lagrange, Theorie des Fonctions Analytiques contenant les principles du calcul differentiel, Paris : de l’Imprimerie de la République, an V (1797).
[2] Galileo Galilei, Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attenenti alla mecanica & i movimenti locali, Leida : Appresso gli Elzeviri, 1638, Giornata seconda.
[3] Ludwig von Bertalanffy, General System Theory. Development, Applications, New York : George Braziller, 1968, trad. it. Teoria Generale dei Sistemi, Milano : ISEDI, 1971.
[4] Vittorio Marchis, Modelli, Torino : SEI, 1988.
[5] Marvin Minsky, Matter, mind and models, Proc. of IFIP Congress 1965, vol.1, Spartan Books, pp. 45-49.

giovedì 16 aprile 2020

Buena suerte...


… intorno al caso, alle sue storie e alla sua prevedibile imprevedibilità.

“… casus eventusque rerum, qui plerumque fortuiti sunt, sed ratio etiam causaeque noscantur…” non spaventiamoci di fronte al latino, arriva subito la traduzione. Si tratta di un famoso passo delle Storie di Cornelio Tacito (Historiae, I. 4) che recita così: “… affinché si conoscano gli eventi casuali che sono del tutto fortuiti, ma anche le ragioni e le cause…” 

Questo sarebbe il compito dello storico. Ma poiché tutti sanno che “la storia NON è maestra di vita” allora bisogna cercare di esplorare altre pieghe della nostra cultura: perché caso e fortuna, sorte e catastrofi da sempre hanno intrigato filosofi e scienziati, ma anche scrittori e indovini. Non per nulla gli oroscopi, come la Smorfia Napoletana, anche se non hanno alcun fondamento di scientificità né di certezza, sono seguiti da milioni di individui di ogni estrazione sociale.

Poiché la storia è fatta di parole, prima ancora di esplorare la fortuna e il caso, sino ad arrivare alle teorie matematiche che cercano di scoprirne i meccanismi occulti, che è poi l’argomento delle storie (vere) narrate in questo fumetto, ecco che una esplorazione sull’origine dei termini che in questi oscuri ambiti si incontreranno può essere di qualche utilità.

La chance, inglese e francese, deriva attraverso il francese medievale dal latino cadentia che, come del resto il casus hanno a che fare con il “cadere” e con l’accadere. La Fortuna, nel pantheon dei Romani era la dea della buona sorte che come la sua consorella greca Tyche, garantiva la prosperità e il benessere. Anche nel caso di Tyche l’etimologia la faceva derivare dal verbo tunkano che significa “accadere”: era la figlia di Teti e di Oceano e il suo diretto legame con l’elemento primordiale con l’acqua la legava indissolubilmente al principio vitale. Questa divinità era approdata in Italia sin dai tempi più remoti e a Preneste, come ad Anzio, le era dedicato un tempio molto conosciuto per una sede oracolare. Nella sua iconografia la Fortuna portava una cornucopia ricca di frutti, segno di abbondanza, e reggeva un timone come segno del suo controllo del destino. Spesso era rappresentata in piedi su una sfera a dimostrare l’instabilità e la incertezza della sorte. Questo modello continuò ad essere vivo anche in tempi più recenti.

L’Alciato, autore di una ricca iconologia barocca, ci pone di fronte alla Fortuna che si accompagna ad Ermete, o Mercurio. L’Emblema XCIX intitolato Ars naturam adiuvans (la tecnica che aiuta la natura) pone la Fortuna in bilico su una sfera, mentre Ermes, il protettore delle arti e dei mestieri, siede saldamente su un cubo: Così recitano i versi latini (ma qui se ne riporta solo la traduzione):

“Come la Fortuna danza sulla sfera, così Ermete siede su un cubo: questo governa le tecniche), e quella i diversi eventi della sorte. La tecnica è fatta per contrastare la forza della fortuna: ma alle arti, quando c’è la cattiva sorte, spesso bisogna ricorrere. O gioventù diligente, impara le buone arti, che di certo si accompagnano ai vantaggi di una buona ventura.”



Sempre Andrea Alciato, nel suo famoso trattato Emblemata pubblicato ad Augusta in Germania nel 1531, presenta un’immagine raffigurante tre fanciulle che giocano ai dadi. Sotto l’incisione si legge la frase: “le sfortune sono sempre dietro l’angolo” e sembra proprio anticipate la famosa Legge di Murphy che dice che “se una cosa deve andare storta andrà storta”. A ulteriore commento di questa scena, in cui i veri protagonisti sono i tre dadi, si legge un breve apologo tratto dalla Anthologia graeca (9.158): “Un tempo tre ragazze coetanee giocavano ai dadi per scoprire chi per prima tra di loro sarebbe passata a miglior vita. Una volta gettati i dadi quella che dalla sorte dei dadi era stata designata rideva disprezzando il destino a lei vaticinato. Ma essa improvvisamente morì per il crollo del tetto e così pagò la sua insolenza. Nelle sventure la mala sorte non può essere evitata, ma anche nelle situazioni più favorevoli né le preghiere né le azioni hanno effetto.”

I dadi da sempre, anche quando ancora non erano cubi ma semplici astragali, si sono legati a una vastissima mitologia di destini Intorno ai dadi si sviluppa tutta una mitologia di destini fortunati e nefasti. “Tu ritieni che Dio giochi a dadi…”, scriveva Albert Einstein al suo amico Niels Bohr in una lettera del 4 dicembre 1926, dimostrando il suo tormento nell’accettare il paradosso del caso in un mondo che si vorrebbe retto da regole matematiche e concludeva che “Dio non gioca ai dadi con l’Universo. Dio è ingegnoso, ma non disonesto”, e in queste parole si rileva il profondo dilemma tra Caso e necessità, che è il titolo del famoso saggio pubblicato nel 1970 dal Premio Nobel 1965 per la Medicina, Jacques Monod. Ma rimanendo ancora per qualche istante nel mondo classico ritorniamo ai versi del poeta greco Agazia, ritrovati nella Antologia palatina che prese il nome dalla Biblioteca Palatina di Heidelberg dove ne fu trovato il manoscritto:

“Gioco e non altro è questo: nei colpi di dadi che privi / son di ragione, mostra fa di sé la Fortuna, / e della vita qui l’imago vedrai malsicura / or trionfando ed ora precipitando al basso. / E nella vita e nel gioco dei dadi quell’uomo lodiamo / che sa tener misura nella gioia e nel cruccio.” (Ant. Pal. IX, 768, trad. di Ettore Romagnoli)

Altre parole però nel corso dei tempi si sono legate alla fortuna e alla buona (o cattiva) sorte. La parola tedesca Glück (e non Glucke che vuol dire “chioccia”) e quella inglese luck, entrambe per indicare la buona sorte e la felicità, hanno origini nelle primitive lingue germaniche che risalgono al 15° secolo. Diversa sarebbe la storia del termine hazard, da cui il nostro gioco d’azzardo. Hasard è nel 14° secolo in Francia un gioco di dadi. Sembra che la parola derivi dall’arabo al-zahr, che significa appunto “dado”, arrivata in Francia attraverso la Spagna. Mentre il termine random, così caro ai matematici che l’hanno fatta diventare persino una funzione RND per la generazione di numeri casuali (di essi farò cenno più avanti) ha anch’esso origini medievali: giunse in Inghilterra dal francese medievale randon che stava a significare una corsa impetuosa e disordinata, come la fuga da un campo di battaglia.

A questo punto forse varrebbe la pena di aprire una parentesi sulla parola “rischio” di cui tanto si parla di fronte alle catastrofi naturali (e umane) dove la cattiva sorte spesso viene evocata a giustificazione di reali responsabilità. Gli antichi Romani, nella loro pragmatica saggezza, affermavano che il rischio era definibile dall’insieme di tre concetti: alea, periculum e discrimen. Anche se sono parole latine penso che il loro significato sia facilmente comprensibile. Il primo determina appunto l’aleatorietà del caso, il secondo ne definisce gli effetti nefasti, ma proprio il terzo, il discrimen, pone nel rischio l’intenzionalità di chi ne è responsabile, proprio come accade anche per chi giocando ai dadi ha la libertà di scegliere la posta. E il rischio come il caso sono i protagonisti negli eventi cruciali della storia. Ce lo insegnano i grandi politici e i grandi strateghi e il famoso trattato L’arte della guerra di Sun Zu afferma che “i successi dei Maestri dell’Arte della guerra non dipendono dalla fortuna”. Questa massima ci riporta in un mondo lontano dalla nostra cultura “occidentale” dove la dualità dello yin e dello yang è alla base dell’equilibrio del mondo. Affermava Lao Tzu nel Tao Te Ching che “La fortuna si origina dalla sfortuna, / la sfortuna si nasconde nella fortuna. / Chi ne conosce il culmine? / Quei che non corregge. / La correzione si converte in falsità, / il bene si converte in presagio di sventura…” (LVIII – Adattarsi alle vicissitudini) e qui sarebbe lungo addentrarci nel Libro dei mutamenti I-Ching dove la tecnica divinatoria fondata sui famosi trigrammi, che ispirarono a Gottfried Leibniz l’algebra binaria, se pur fondata sulla casualità resta pur sempre in perfetto equilibrio tra yin e yang, tra positivo e negativo. Proprio intorno a questi concetti si articolano antiche e moderne teorie del caso e della fortuna, non sempre governate dal “rigore della scienza”.



Il libro di Joostens Paschier intitolato Iustii Pascasii De Alea libri duo, pubblicato ad Amsterdam nel 1642 che illustrava giochi e teorie sul gioco dei dadi fu un grandissimo successo. Ma nella storia della matematica sarà l’opera postuma dello svizzero Jakob Bernoulli, l’Ars Conjectandi del 1713, a fondare la moderna teoria delle probabilità che cento anni dopo troverà un’altra pietra miliare nell’Essai Philosophique sur les Probabilités del conte Pierre Simon de Laplace. La sempre maggiore fiducia nei risultati forniti dalle “scienze esatte” aprirà così la strada al positivismo deterministico e a una smisurata fiducia nel poter prevedere il futuro.

Scriveva Laplace «Possiamo considerare lo stato attuale dell'universo come l'effetto del suo passato e la causa del suo futuro. Un intelletto che ad un determinato istante dovesse conoscere tutte le forze che mettono in moto la natura, e tutte le posizioni di tutti gli oggetti di cui la natura è composta, se questo intelletto fosse inoltre sufficientemente ampio da sottoporre questi dati ad analisi, esso racchiuderebbe in un'unica formula i movimenti dei corpi più grandi dell'universo e quelli degli atomi più piccoli; per un tale intelletto nulla sarebbe incerto ed il futuro proprio come il passato sarebbe evidente davanti ai suoi occhi». 

Ma intanto si continuava a scommettere sulla fortuna perché una teoria che regoli i giochi del caso ancora non è nata in quanto sappiamo che “basta il battito d’ali di una farfalla a scatenare un uragano”: ce lo insegna la teoria del caos.

Se i dadi sono stati la prima macchina del caso, con la meccanizzazione della vita civile, conseguenza della prima e della seconda rivoluzione industriale, anche la tecnologia ha voluto la sua e nella seconda metà dell’Ottocento non mancano brevetti di strani dispositivi per il lancio dei dadi in modo da renderne automatica la funzione. A questo punti incomincia la storia di Charles Fey nato il 2 febbraio 1862 in Baviera. Emigrato prima in Francia e poi a Londra fece il suo apprendistato presso un costruttore di strumenti nautici. A ventitré anni si trasferì in America dove nel 1885 trovò lavoro in California alla Electric Works: erano gli anni in cui nascevano le slot machine e nuove innovazioni le rendevano più seducenti. La "Horseshoe Slot Machine" del 1893 inventata da Gustav Friedrich Wilhelm Schultze fu la prima ad avere un sistema automatico di inserimento delle monetine. Due anni dopo Fey ne modificò l’ultima versione rendendola la macchina più popolare del momento. Fu l’occasione per Fey e per il suo socio Theodore Holtz di mettersi in proprio. La ‘Liberty Bell’, una slot machine che richiamava il Policy Lottery Game, fu il primo grande successo della neonata Slot Machine Factory. La storia delle case da gioco, e soprattutto della nascita della fama di Las Vegas come la conosciamo oggi, è ben nota e il cinema non la dimentica. 

Ma anche l’arte che nella sua immediatezza (ossia non ha bisogno di traduzioni) non solo diventa rappresentazione fedele (e quindi deterministica) del reale, ma spesso sconfina nell’informale dove ordine e caos si confondono. “il senso della eterna dialettica fra ordine e case lo mette bene in scena Jackson Pollockn – scrive Paolo Legrenzi  nel suo saggo Regole e caso (Bologna : il Mulino, 2017) – Quegli spruzzi di colore sono caduti casualmente o sono intenzionali e cogliono esprimere qualcosa? […] Ma alla fine il puzzle si compone e ciò che è accaduto si rivela sempre anche destino.”

Le vicende di Gwyneth Paltrow nel film Sliding Doors ci ricordano ancora che basta un nulla per cambiare il corso degli eventi e il recente saggio Lampi (Torino : Einaudi, 2011) del fisico Albert-Làszlò Barabàsi ci aiuta a capire il comportamento umano cercando di rispondere alla domanda se sia possibile prevedere il futuro, sempre imprevedibile. Barabàsi afferma che «esiste una differenza fondamentale tra ciò che facciamo e quanto siamo prevedibili». Quando si considerano le azioni, come le distanze percorse nei viaggi quotidiani o il numero di email inviate, è normale che vi siano casi anomali, ma quando si considera la prevedibilità delle azioni ciò significa che «le implacabili leggi della statistica» ci ricordano che - come nel caso dei dadi - i casi anomali sono proibiti. E così possiamo con certezza affermare che un Casinò non potrà mai perdere.

A questo punto incomincia la storia che Philippe Charlier e Richard Guérinau ci raccontano nel loro “fumetto”. Una storia che ci prende per mano nelle avventure matematiche delle teorie (e qui volutamente uso il plurale) della probabilità.

La causa e la causalità



Il caso e la necessità, di Jacques Monod

Commento al libro di Jacques Monod


da: Dizionario di Ingegneria, diretto da Federico Filippi, Torino: Utet, 1971-1978

caso fortuna ivar ekeland etienne lecroart sonda
Caso o fortuna? un fumetto
(con una introduzione di Vittorio Marchis)

lunedì 13 aprile 2020

Sulla matematica

cover

CHE COS’È LA MATEMATICA?
Qualcuno una volta ha detto che la filosofia è l’uso scorretto di una terminologia inventata apposta a tale scopo. Analogamente, direi che la matematica è la scienza delle operazioni ingegnose con regole e concetti inventati apposta a tale scopo. Il nodo cruciale è l’invenzione dei concetti. La matematica esaurirebbe presto i teoremi interessanti se questi dovessero essere formulati mediante concetti che appaiono già negli assiomi. Inoltre, se è innegabile che i concetti matematici elementari, in particolare quelli della geometria elementare, sono stati formulati per descrivere entità direttamente connesse al mondo reale, la stessa cosa non si può dire per i concetti più avanzati, in particolare quelli che svolgono un ruolo tanto importante in fisica. Così, le regole delle operazioni con coppie di numeri sono ovviamente ideate per dare gli stessi risultati di quelle con le frazioni, che abbiamo appreso senza alcun riferimento alle «coppie di numeri». Le regole delle operazioni con le successioni, cioè con i numeri irrazionali, appartengono anch’esse alla categoria delle regole escogitate per riprodurre le regole delle operazioni con quantità già note. La maggior parte dei concetti matematici più avanzati, come i numeri complessi, le algebre, gli operatori lineari, gli insiemi di Borel – e l’elenco potrebbe continuare quasi all’infinito –, è stata opportunamente concepita in modo che il matematico vi possa esercitare il suo acume e il suo senso di bellezza formale. Del resto, la definizione di tali concetti, insieme all’idea che a essi possano applicarsi considerazioni interessanti e ingegnose, è la prima dimostrazione della creatività del matematico che li definisce. La profondità di pensiero alla quale si ricorre nella formulazione dei concetti matematici è in seguito comprovata dall’abilità con cui questi concetti vengono applicati. Il grande matematico sfrutta pienamente, quasi impietosamente, il campo dei ragionamenti ammissibili, sfiorando l’inammissibile. Che la sua temerarietà non lo conduca in una palude di contraddizioni è già di per sé un miracolo. Certo è difficile credere che le nostre capacità di ragionamento abbiano raggiunto la perfezione che sembrano possedere grazie a un processo darwiniano di selezione naturale. Ma non è di questo che ci stiamo occupando. Il punto centrale che si dovrà richiamare in seguito è che il matematico potrebbe formulare soltanto una manciata di teoremi interessanti se non fosse in grado di definire concetti che vanno al di là di quelli contenuti negli assiomi; i concetti non contenuti negli assiomi sono definiti allo scopo di permettere operazioni logiche ingegnose che fanno appello al nostro senso estetico sia in quanto operazioni, sia per la grande semplicità e generalità dei loro risultati. 
da: L'irragionevole efficacia della matematica nelle scienze naturali, di E.P. Wigner.