Alcune riflessioni sulla forte relazione che c'è tra magia, intelligenza artificiale e matematica, alla base di un percorso esplorativo sul funzionamento matematico dell’IA, che inizia con l’analisi dei cosiddetti effetti magici.
In questa intervista di fine 2018 (video) Fabio Ferrari, presidente di Ammagamma, raccontava che agli occhi delle sue figlie lui di mestiere fa il “mago”. Un'associazione singolare, che fa sorridere (soprattutto per chi è appassionato di scienza), ma che ci riporta a un tema molto comune e attuale: la percezione magica della tecnologia.
Credo che a tutti noi sia capitato di rimanere stupiti e meravigliati di fronte a una nuova applicazione tecnologica, o di aver pensato che ci fosse qualcosa di magico nel suo funzionamento, proprio come quando si è spettatori di un effetto magico ben riuscito.
La terza legge di Clarke
Ma qual è il rapporto che intercorre tra tecnologia e magia?
Per rispondere a questa domanda ci viene in aiuto l’autore del romanzo "2001: Odissea nello spazio", Arthur C. Clarke, con la sua terza legge: “Qualunque tecnologia sufficientemente avanzata è indistinguibile dalla magia”. Oggi, l’intelligenza artificiale è considerata tecnologia avanzata e, spesso, genera una percezione "automagica" negli utilizzatori, cioè tutto funziona in modo così semplice e veloce da sembrare magico (da automagic).
Locandina del film si S. Kubrick "2001: Odissea nello spazio" - sito warnerbros.it
Conoscenza come cura della credenza
Nei progetti educativi che sviluppiamo, a partire da Educare a pensare, affermiamo sempre che “l’intelligenza artificiale non è magia, è matematica”, cercando di spiegare quindi i principi di funzionamento alla base dell’intelligenza artificiale per sgretolare credenze e visioni distopiche. Quest’anno, supportati dalla terza legge di Clarke, abbiamo provato a costruire un percorso didattico che avesse come punto di partenza la magia, per convertire la "percezione automagica" nella comprensione matematica dell’intelligenza artificiale.
Magia ed emozione
La magia crea stupore e meraviglia, ci coinvolge e ci fa sognare ad occhi aperti. Iniziare il percorso didattico con la magia è importante per stimolare la curiosità e la fantasia, per generare emozioni che sono potenti mediatori di apprendimento. Nell’esperienza quotidiana associamo principalmente la magia a giochi, trucchi e illusioni, ma la magia non è solo l’arte dell’inganno perché, fin dal principio, si è sovrapposta e miscelata a religione e scienza.
Magia e matematica
Nei primi anni del 1500 il frate Luca Pacioli scrisse “De Viribus Quantitatis”, ponendo quelle che sono considerate le basi matematiche della magia. Infatti, all'interno del manoscritto, Pacioli raccoglie un gran numero di giochi matematici, alcuni inventati da lui altri dai suoi allievi, e altri ancora già in voga tra i prestigiatori dell’epoca. Le magie matematiche vengono chiamate anche magie automatiche, perché, eseguendo la precisa sequenza di calcoli o azioni, il risultato è assicurato.
Facciamo un esempio: scegli un numero di più cifre (357) e moltiplicalo per mille (357x1000=357’000); ora somma al risultato il numero che hai scelto inizialmente (357’000+357=357357), dividi la somma ottenuta con 7 (357357:7=51051); dividi il risultato della divisione per 11 (51051:11=4641) e infine per 13 (4641:13=357); otterrai così nuovamente il numero iniziale (con una buona dose di stupore).
Illusione e matematica
Seguendo il ragionamento fatto fino ad ora possiamo quindi suddividere gli effetti magici in due categorie: illusione e matematica. Nelle illusioni la realtà viene modificata artificialmente manipolando la percezione della realtà stessa (come per il "sale evanescente") mentre negli effetti matematici c’è una logica numerica che conduce l’esecuzione alla buona riuscita (come in questa magia con le carte). La caratteristica in comune a entrambe è la necessità di eseguire una sequenza di azioni definite e legate logicamente tra loro, la stessa che ci permette di cucinare, di disegnare, di muoverci: è l’algoritmo!
Algoritmi intelligenti
Ora che abbiamo generalizzato la natura matematica della magia, definendo che ogni effetto è l’esecuzione di un algoritmo, possiamo condurci verso la conclusione del percorso didattico ritornando all’intelligenza artificiale. La domanda chiave da porsi ora è: “Ma gli algoritmi "magici" dell’IA come funzionano a livello matematico?”.
Per adesso ci siamo focalizzati sul creare esperienze di Machine Learning, considerando la regressione lineare e la classificazione con l’algoritmo SVM (per approfondire: pag. 219 degli atti del convegno Didamatica 2021), ma la sfida aperta è quella di rendere tangibili e matematicamente comprensibili anche gli altri approcci utilizzati nel vasto campo dell’intelligenza artificiale.
Dato che, attraverso questo approfondimento, abbiamo appurato che in fin dei conti la magia è matematica, d’ora in avanti, nei nostri incontri educativi, adotteremo questo nuovo slogan:
“l’intelligenza artificiale è la magia della matematica”.
Ringraziamenti
Il primo ringraziamento va a Sofia e Samuele che durante il percorso di PCTO hanno fatto un ottimo lavoro di ricerca e sintesi sul tema della magia; poi ringrazio Luca Baraldi (Head of Corporate Identity Ammagamma) per tutte le escursioni umanistiche a cavallo tra la magia e il mondo in cui viviamo; tutti gli altri colleghi che hanno partecipato a questa ricerca, sottoponendosi come cavie alla risoluzione delle magie matematiche; infine, ultimo ma non ultimo per importanza, un grazie speciale a Marita per avermi accompagnato alla scoperta del profondo legame tra magia e matematica.
Approfondimenti
Libri sulle magie matematiche
- https://maritadante.it/monacimatematici
- http://martin-gardner.org/MMM.html
- https://press.princeton.edu/books/hardcover/9780691151649/magical-mathematics
Video
- Intervento del prof. Presilla per il #brAIn day https://youtu.be/eL9pMRU8rlM
- Intervista a Jack Nobile https://youtu.be/34O1sqF2-Ys
- Intervista a Hyde https://youtu.be/W8-n7BPjqfY
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IMMAGINE DI COPERTINA
Nel 1685, il chierico di Würzburg Johann Zahn pubblicò il suo "Oculus Artificialis Teledioptricus Sive Telescopium" (L'occhio artificiale a lunga distanza, o telescopio). Nel lavoro fornisce un resoconto precoce e completo della funzione e dell'uso di un certo numero di strumenti ottici, tra cui la camera oscura e la lanterna magica (la cui invenzione attribuisce ad Athanasius Kircher), e varie altre lanterne, diapositive, peepshow box, telescopi , microscopi, lenti e riflettori. Tra gli studi c'è quello che prevede, per la prima volta, una versione portatile della camera oscura. Al centro del dispositivo immaginato c'è un meccanismo reflex a specchio, tecnologia che non vedrà la realizzazione fino a un secolo e mezzo dopo con la nascita della macchina fotografica. Le idee e le spiegazioni di Zahn sono fornite da una pletora di incisioni innovative e, a volte, magicamente surreali.
