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Cibernetica
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=== Lo sviluppo tecnologico e l'emergenza del concetto di informazione === Molti degli strumenti di analisi della cibernetica derivano da alcune tecnologie, legate da un comune interesse nella elaborazione dell'[[informazione]], che ricevettero un particolare impulso dallo sviluppo dei dispositivi [[elettronica|elettronici]] durante la prima metà del XX secolo. L'evoluzione storica della teoria dei ''[[controllo automatico|sistemi di controllo automatico]]''<ref>{{Cita web |url=http://ieeecss.org/CSM/library/1996/june1996/02-HistoryofAutoCtrl.pdf |titolo=S. Bennet, ''A brief history of Automatic Control'', IEEE Control Systems Society |accesso=10 luglio 2016 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160809050823/http://ieeecss.org/CSM/library/1996/june1996/02-HistoryofAutoCtrl.pdf |dataarchivio=9 agosto 2016 |urlmorto=sì }}</ref><ref>[http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.134.4498 Neculai Andrei, ''Modern Control Theory -- A historical perspective'']</ref><ref>D. A. Mindell, ''[[iarchive:B-001-002-575|Between human and machine - feedback, control and computing before Cybernetics]]'', The Johns Hopkins University Press, 2002, ISBN 0-80186895-5</ref> inizia praticamente con la regolazione del funzionamento dei motori a vapore. Sulla base del lavoro pionieristico di Maxwell alcuni matematici, tra i quali [[Adolf Hurwitz|A. Hurwitz]] e [[Edward Routh|E. Routh]], definirono dei metodi di verifica della stabilità del sistema, pur se in una prospettiva che restava lontana dalla pratica di progetto. Le applicazioni crebbero molto nei decenni successivi, ma restarono sostanzialmente confinate allo sviluppo di [[servomeccanismo|servomeccanismi]], nell'ambito dei campi di interesse dell'[[ingegneria meccanica]], finché la nascente tecnologia [[elettronica]] non aprì ambiti applicativi totalmente nuovi. Nel [[1927]] [[Harold Stephen Black|Harold Black]] dei [[Bell Labs]], per risolvere problemi di comunicazione telefonica a lunga distanza, progettò il primo [[amplificatore]] esplicitamente basato sull'uso della [[retroazione]]. In questo modo si poteva aumentare la [[larghezza di banda]] dell'amplificatore, al costo però di maggiori rischi di instabilità del sistema; l'attenzione su questi nuovi problemi favorì lo sviluppo di nuovi studi sulla [[teoria della stabilità|stabilità]], più vicini alle esigenze dei progettisti, quali quelli di [[Harry Nyquist]] e [[Hendrik Wade Bode|Hendrik Bode]], anch'essi dei Bell Labs. La pubblicazione, a partire dalla seconda metà degli anni quaranta, dei primi trattati sui sistemi di controllo e la loro progettazione<ref>Tra di essi, [https://books.google.it/books/about/Fundamental_theory_of_servomechanisms.html?id=aLdKAAAAMAAJ&redir_esc=y L. McColl, ''Fundamental Theory of Servomechanisms''] del 1945, citato più volte da Wiener in ''Cibernetica'', il cui IV capitolo costituisce esso stesso una introduzione generale all'argomento</ref>, decretò la nascita del [[controllo automatico]] come disciplina autonoma. Come quello dei controlli automatici, anche lo sviluppo delle ''[[comunicazioni elettriche]]'' (dal [[telegrafo]], introdotto da [[Samuel Morse]] nel [[1837]], al [[telefono]], che [[Alexander Bell]] sperimentò con successo nel [[1876]], alle trasmissioni senza fili, che dai brevetti di [[Nikola Tesla|Tesla]] ([[1896]]) e di [[Guglielmo Marconi|Marconi]] ([[1897]]) portarono fino alla [[radio (elettronica)|radio]] ed al [[radar]]) vide delle forti innovazioni tecnologiche, ma una relativa costanza dei problemi di base. Indipendentemente dalla tecnologia usata, è sempre necessario, infatti, da un lato ''[[codice (teoria dell'informazione)|codificare]]'' un messaggio prima di inviarlo, al fine di migliorare la qualità della [[Trasmissione (telecomunicazioni)|trasmissione]] attraverso un determinato [[Canale (telecomunicazioni)|canale]]; dall'altro, ''[[filtro (elettronica)|filtrarlo]]'' in [[Ricezione#Telecomunicazioni|ricezione]], per eliminare o ridurre il [[rumore (elettronica)|rumore]] indesiderato, inevitabilmente aggiunto dalla trasmissione. Le necessità [[Seconda guerra mondiale|belliche]] favorirono la progettazione di sistemi complessi, nei quali interagivano i problemi di controllo e quelli di comunicazione. Nei [[sistema di puntamento|sistemi di puntamento]] antiaereo, ad esempio, la velocità di reazione richiesta dalla rapidità del volo aereo imponeva l'automazione di funzioni precedentemente svolte da operatori umani; ora la rilevazione della posizione del bersaglio era affidata al [[radar]], mentre il puntamento delle armi veniva gestito da servomeccanismi. La velocità dei bersagli poneva anche il problema di dirigere il tiro in modo [[predizione|predittivo]], cioè non verso la posizione attuale del bersaglio, ma verso quella nella quale, nel prossimo futuro, fosse massima la probabilità di trovarlo al momento dell'impatto con il proiettile<ref>P. R. Masani, ''Norbert Wiener 1894 - 1964'', Basel - Boston - Berlin, Birkhäuser Verlag, 1990 ISBN 0-8176-2246-2, pag. 181</ref>. Sia il MIT che i Bell Labs lavorarono per il governo USA alla soluzione dei molti problemi tecnici posti dalla progettazione di questi apparati. Al MIT, all'inizio degli anni '40, Wiener affrontò il problema con la collaborazione dell'ingegnere J. Bigelow; da questa attività nacque la consapevolezza sulla pervasività della retroazione e sulla sua funzione nei meccanismi orientati al raggiungimento di un fine<ref>{{cita|Hellman 1982}}, pagg. 144 - 152</ref><ref>Peter Galison, ''[https://www.jstor.org/stable/1343893 The Ontology of the Enemy: Norbert Wiener and the Cybernetic Vision]'', Critical Inquiry, Vol. 21, No. 1 (Autumn, 1994), pp. 228-266, University of Chicago Press</ref><ref>Anche un precursore britannico della cibernetica, [[Kenneth Craik]], lavorò all'automazione del tiro contraereo per il suo paese, analizzando il funzionamento dei meccanismi di retroazione; v. {{cita|Cordeschi 1998}}, pagg. 186 - 188</ref>. Per eliminare dai segnali ricevuti dal radar il [[rumore (elettronica)|rumore]] indesiderato ad esso sovrapposto, ed individuare la posizione futura del bersaglio mobile, sulla base delle informazioni deducibili dalla sua storia passata, Wiener sviluppò una [[filtro di Wiener|teoria unificata]] di [[filtro (elettronica)|filtraggio]] e di [[predizione]]<ref>D. A. Mindell, già citato, cap. 11</ref>, poi pubblicata nel [[1949]]<ref>N. Wiener, ''The Extrapolation, Interpolation, and Smoothing of Stationary Time Series'', Report of the Services 19, Research Project DIC-6037 MIT, February 1942; poi New York: Wiley, 1949. ISBN 0-262-73005-7. Risultati analoghi erano stati raggiunti indipendentemente, negli stessi anni, da [[Kolmogorov]]; v. {{cita|Wiener 1948/1961}}, Introduzione</ref>. Questi risultati di Wiener risolvevano in modo generale il tipico problema di filtraggio della tecnica delle comunicazioni, inquadrandolo nell'ambito della [[statistica|teoria statistica]]. Negli stessi anni, sviluppando il lavoro già intrapreso dai suoi colleghi dei Bell Labs [[Harry Nyquist|Nyquist]] ed [[Ralph Hartley|Hartley]], [[Claude Shannon|C. E. Shannon]] pubblicò i suoi due fondamentali articoli su ''A Mathematical Theory of Communication''<ref>Claude E. Shannon, [https://archive.org/stream/bellsystemtechni27amerrich#page/379/mode/1up ''A Mathematical Theory of Communication''], Bell System Technical Journal, vol. 27, luglio e ottobre 1948</ref>, che davano un fondamento quantitativo al concetto di informazione ed alle operazioni di codificazione, fondando la moderna [[teoria dell'informazione]]. Anche in questo lavoro la trasmissione viene considerata come una teoria statistica; lo stesso Shannon rese esplicitamente omaggio alla tradizione della [[meccanica statistica]] utilizzando il termine ''"[[entropia]]"''<ref>sembra su suggerimento di [[John von Neumann]], v. ad es. {{Cita web |url=http://www.eoht.info/page/Neumann-Shannon+anecdote |titolo = ''Neumann - Shannon anectode'' |editore = eoht.info |lingua = en |accesso = 3 ottobre 2016}}; Shannon ha però sostanzialmente negato questa circostanza, v. {{Cita web |url=http://ethw.org/Oral-History:Claude_E._Shannon |titolo = ''Claude E. Shannon: An Interview Conducted by Robert Price, 28 July 1982'' |editore = Engineering and Techology History Wiki - IEEE History Center, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. |lingua = en |accesso = 19 settembre 2016 }}</ref> come sinonimo di "quantità di informazione". Questo risultato confermò Wiener nella convinzione che la teoria generale dei sistemi di comunicazione e controllo, sia naturali che artificiali, che egli voleva creare, non poteva che avere una base statistica<ref>{{cita|Wiener 1948/1961}}, Capitolo I</ref>. La nascita delle ''[[storia del computer|macchine calcolatrici]]'' è un processo che ha avuto le sue radici concettuali nei secoli precedenti al [[novecento]], ma che di fatto ha iniziato a produrre risultati significativi con la disponibilità dei primi dispositivi [[relais|elettromeccanici]] e, soprattutto, [[Valvola termoionica|elettronici a vuoto]]. Nei decenni tra le due guerre assistiamo ad uno sviluppo tecnologico impetuoso che portò alla costruzione, durante la II guerra mondiale, di macchine calcolatrici pienamente funzionanti, fondamentali per la soluzione di importanti problemi militari. Tuttavia, in questo processo un ruolo fondamentale fu svolto da una intuizione che proveniva da un ambito apparentemente lontano, quello delle ricerche sulla [[logica]] ed i [[fondamenti della matematica]]. Nel [[1936]], infatti, [[Alan Turing]] pubblicò il suo lavoro ''On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem'',<ref>{{Cita news|cognome= Turing |nome= A. M. |anno= 1937 |titolo= On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem |annooriginale= Delivered to the Society November 1936 |periodico= Proceedings of the London Mathematical Society |serie= 2 |volume= 42 |pp= 230–65 | doi= 10.1112/plms/s2-42.1.230 |url= http://www.comlab.ox.ac.uk/activities/ieg/e-library/sources/tp2-ie.pdf |cid= harv }} e {{Cita news|cognome= Turing |nome= A.M. |datapubblicazione= 1937 |titolo= On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem: A correction |periodico= Proceedings of the London Mathematical Society |serie= 2 |volume= 43 |pp= 544–6 | doi = 10.1112/plms/s2-43.6.544 |anno= 1938 }}</ref> nel quale definiva un modello di macchina calcolatrice, oggi nota come [[macchina di Turing]], per analizzare il concetto logico-matematico di “[[Teoria della calcolabilità|computabilità]]”. Questa macchina, anche se di livello astratto, e pensata per scopi esclusivamente teorici, rappresenta tuttavia il modello del moderno calcolatore elettronico digitale. Questo può essere considerato definitivamente nato negli USA con le macchine [[ENIAC]] ed [[EDVAC]]; un report del [[1945]], redatto da [[John von Neumann]]<ref>{{Cita pubblicazione|cognome= von Neumann |nome= John |wkautore= John von Neumann |titolo= ''First Draft of a Report on the EDVAC'' |anno= 1945 |url= https://sites.google.com/site/michaeldgodfrey/vonneumann/vnedvac.pdf?attredirects=0&d=1 |accesso= 24 agosto 2016}}</ref>, che descrive il funzionamento del secondo, definisce un [[architettura di von Neumann|modello di architettura]], detto appunto di von Neumann<ref>la paternità dell'architettura delle macchine citate va tuttavia attribuita all'intero gruppo di progetto, guidato da [[John Mauchly]] e [[J. Presper Eckert]].</ref>, seguito da praticamente tutti gli elaboratori prodotti da allora<ref>la principale alternativa è rappresentata dalla cosiddetta [[architettura Harvard]], la cui paternità è riconducibile ad [[Howard Aiken]], anch'egli interessato ai primi sviluppi della cibernetica</ref>. È interessante notare come von Neumann fosse ben conscio dell'influenza del lavoro di Turing sullo sviluppo successivo delle macchine calcolatrici automatiche<ref>B. Randell, ‘''On Alan Turing and the Origins of Digital Computers''', in Meltzer, B., Michie, D. (a cura di), Machine Intelligence 7, Edinburgh, Edinburgh University Press, 1972, pag. 10</ref>. La connessione tra calcolatori e logica fu ribadita nel 1937 da Shannon, che nella propria tesi di ''Master'' al MIT ''A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits''<ref>Claude Shannon, [https://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/11173/34541425-MIT.pdf?sequence=2 "A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits," tesi del Massachusetts Institute of Technology, 10 agosto 1937], più tardi pubblicata in{{Cita pubblicazione|rivista= Trans. AIEE |anno= 1938 |volume= 57 |numero=12 |pp= 713–723 |doi= 10.1109/T-AIEE.1938.5057767 }}</ref> dimostrò come il [[logica proposizionale|calcolo delle proposizioni]] espresso dall'[[algebra di Boole]] potesse essere usato per analizzare e progettare l'''[[hardware]]'' di un calcolatore digitale.
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