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Dizionario di dottrina
sociale della Chiesa

LE COSE NUOVE DEL XXI SECOLO

Fascicolo 2021, 1 – Gennaio-Marzo 2021

Prima pubblicazione online: Marzo 2021

ISSN 2784-8884

DOI 10.26350/dizdott_000020

Algoritmo Algorithm

di Marco L. Della Vedova

Abstract:

ENGLISH

Un algoritmo è la descrizione di una procedura per risolvere un problema attraverso una sequenza finita di passi elementari. Di particolare interesse sono gli algoritmi "computazionali" perché possono essere eseguiti da un computer. Si può affermare che tutto (e solo) quello che un computer fa è eseguire algoritmi.

Parole chiave: Tecnologia, Informatica, Computer, Automazione, Intelligenza artificiale, Robotica
ERC: PE6_6 - PE6_7

ITALIANO

An algorithm is the description of a procedure for solving a problem through a finite sequence of elementary steps. Computational algorithms are particularly interesting because they can be executed by a computer. The extraordinary diffusion of computers and more generally of the digital world has transformed algorithms into powerful tools capable of transforming society and individuals. For this reason, nowadays the debate around the ethics and regulation of algorithms is very heated.

Keywords: Technology, Computer science, Computer, Automation, Artificial intelligence, Robotics
ERC: PE6_6 - PE6_7

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1. Algoritmi e computer

Un algoritmo è una procedura ovvero una definizione non ambigua di una sequenza finita di operazioni. Sebbene esistano vari tipi di algoritmi, ad esempio anche una ricetta di cucina può essere considerata come tale, di particolare interesse sono gli algoritmi computazionali, perché possono essere eseguiti da un computer. I computer fanno solo questo: eseguono algoritmi.

Attualmente la tecnologia dominante dei computer è elettronica e digitale: il computer lavora sempre e solo con numeri interi, che, al livello più basso di astrazione, sono rappresentati dalla presenza o dall’assenza di segnali elettrici, secondo il sistema binario. Sebbene ciò possa sembrare una forte limitazione, è opportuno notare che i numeri possono rappresentare moltissime altre cose attraverso delle codifiche: per esempio, caratteri alfabetici, stringhe di testo, immagini, video. Non solo: molte grandezze fisiche del mondo reale possono essere digitalizzate attraverso vari tipi di sensori, così come molti segnali digitali possono essere trasformati in azioni nel mondo reale tramite attuatori, quali, per esempio, uno schermo video, un altoparlante, un braccio robotico.

2. Ingredienti fondamentali degli algoritmi

Le operazioni elementari che costituiscono un algoritmo possono prevedere, oltre che il calcolo aritmetico-logico e l’interazione con una memoria per salvare/caricare risultati intermedi, la lettura di input e la produzione di output. Questi input e output, espressi in numeri e simboli, possono derivare, come detto sopra, da interazioni con il mondo fisico attraverso sensori ed attuatori. La robotica si basa su questo principio.

Operativamente, gli algoritmi sono espressi attraverso linguaggi di programmazione, quali C, Java, Python e molti altri. I linguaggi di programmazione sono il mezzo con cui l’uomo programma il computer. Tra i diversi paradigmi di programmazione, cioè le caratteristiche primarie che accomunano i vari linguaggi, uno dei principali è la programmazione strutturata, secondo cui il flusso di esecuzione di un programma è regolato da tre soli costrutti fondamentali: la sequenza di operazioni, la selezione binaria (if-then-else) e la ripetizione ciclica (for, while). È notevole osservare che tutti gli algoritmi computazionali possono essere espressi con una combinazione di questi soli tre costrutti fondamentali (cfr. Teorema di Bohm-Jacopini). Un esempio di un semplice diagramma di flusso di un algoritmo in cui si osserva una composizione di questi tre costrutti è riportato in Figura 1. Gli algoritmi non sono necessariamente deterministici, anzi a volte si basano su valori casuali (o, nella pratica, pseudo-casuali): ciò significa che a fronte dello stesso input, l’output può variare da un’esecuzione ad un’altra.

Figura 1 - Esempio di diagramma di flusso di un semplice algoritmo. Ogni blocco rappresenta l’esecuzione di un’operazione (qui non specificata)

3. Algoritmi e Intelligenza Artificiale

Gli algoritmi sono la base della cosiddetta Intelligenza Artificiale, cioè quella disciplina che studia come costruire macchine che agiscono in un ambiente esterno (reale o virtuale), interagiscono con esso e cercano di raggiungere un determinato obiettivo (cfr. Turing, 1994).

Alcuni algoritmi di intelligenza artificiale (detti di apprendimento automatico o, equivalentemente, machine learning) sono in grado di apprendere dai dati: sono cioè capaci di migliorarsi in modo autonomo nel raggiungere l’obiettivo mentre interagiscono con l’ambiente. Negli ultimi anni si è assistito a un grande sviluppo di queste tecniche, con risultati notevolissimi in alcuni ambiti, quali per esempio: il riconoscimento di immagini e del parlato; il riconoscimento del linguaggio naturale; il gioco di giochi da tavolo e videogiochi; la guida autonoma di autovetture. In alcuni casi gli algoritmi hanno dimostrato capacità superiori a quelle dell’uomo, come nel gioco degli scacchi, nel gioco del Go e nella valutazione di alcuni esami medici (cfr. Perrault 2019).

4. Etica degli algoritmi e regolamentazione

Al di là dei grandi risultati dell’intelligenza artificiale sopra citati, nella moderna società dell’informazione molte operazioni, decisioni e scelte tradizionalmente affidate alle persone sono sempre più delegate ad algoritmi. Tali algoritmi possono consigliare, se non addirittura decidere, come i dati devono essere interpretati e quali azioni dovrebbero essere intraprese di conseguenza. Esempi di algoritmi di decision-making includono: algoritmi di profilazione e classificazione che determinano come individui e gruppi vengono formati e gestiti; sistemi di raccomandazione che offrono agli utenti indicazioni su quanto e come esercitarsi, cosa acquistare, quale strada prendere e chi contattare; social media che mediano il modo con cui si accede alle informazioni e ai contenuti con algoritmi di personalizzazione e filtraggio; vetture con guida autonoma; fino alle armi autonome (lethal autonomous weapon systems).

Questa delega da uomo ad algoritmo, irrinunciabile dal punto di vista dello sviluppo tecnologico e positiva per molti aspetti, comporta anche risvolti problematici che devono essere considerati con attenzione, perché l’impatto che gli algoritmi possono avere sulla vita degli esseri umani è molto forte e si tratta di una novità storica. Per questo motivo nel mondo scientifico e nel mondo politico è molto acceso il dibattito relativo alla regolamentazione degli algoritmi e più in generale intorno all’etica degli algoritmi (cfr. Mittelstadt, 2016).

Tra le numerose dimensioni su cui si sviluppa tale dibattito ricordiamo: il tema della responsabilità giuridica derivante dall’azione nociva di un robot o di un algoritmo; il tema della trasparenza, cioè il requisito che l’utente finale (umano) possa comprendere come è stata presa una decisione o una previsione da un algoritmo; il tema dell’equità (fairness), secondo cui, in certi contesti, la decisione dell’algoritmo non deve essere basata su dati sensibili come sesso, età ed etnia; il tema della deontologia degli sviluppatori degli algoritmi.

5. Riferimenti dottrinali

Il Magistero della Chiesa Cattolica non si è mai occupato direttamente degli algoritmi in quanto tali, bensì del più generico ambiente digitale, che di fatto è regolato da algoritmi (cfr. Christus vivit, 2019, 86-90; Laudato si’, 2015, 47; Fratelli tutti, 2020, 43). Questi interventi, riferendosi in particolare ai social media, ne elogiano le nuove opportunità di dialogo e scambio tra le persone, ma contemporaneamente ne evidenziano i rischi. Questi includono, oltre al limitare le relazioni interpersonali autentiche, la presenza di “giganteschi interessi economici, capaci di realizzare forme di controllo tanto sottili quanto invasive, creando meccanismi di manipolazione delle coscienze e del processo democratico. Il funzionamento di molte piattaforme finisce spesso per favorire l’incontro tra persone che la pensano allo stesso modo, ostacolando il confronto tra le differenze. Questi circuiti chiusi facilitano la diffusione di informazioni e notizie false, fomentando pregiudizi e odio” (Christus vivit, 89; idem in Fratelli tutti, 45). Il problema di fondo è dunque la strumentalizzazione delle persone, in ottica consumistica e non solo, che può essere esasperata su larga scala dagli algoritmi.

Un altro aspetto su cui si è espresso il magistero che rientra indirettamente nel campo degli algoritmi è quello della sostituzione dell’uomo e in particolare del lavoro umano. “Non si deve cercare di sostituire sempre più il lavoro umano con il progresso tecnologico: così facendo l’umanità danneggerebbe sé stessa. […] Tuttavia l’orientamento dell’economia ha favorito un tipo di progresso tecnologico finalizzato a ridurre i costi di produzione in ragione della diminuzione dei posti di lavoro, che vengono sostituiti dalle macchine” (Laudato si’, 128). Così come in passato la meccanica e i robot hanno sostituito il lavoro umano nei settori primario e secondario, così ora gli algoritmi stanno sostituendo il lavoro umano anche nel terziario (cfr. COMECE, Robotisation of Life. Ethics in view of new challenge, 2019). La questione è controversa, perché non è chiaro se questa trasformazione porterà ad un aumento della disoccupazione oppure se, viceversa, verranno a crearsi altrettanti nuovi posti di lavoro meno automatizzabili e auspicabilmente più gratificanti [Disoccupazione]. Di certo, in mancanza di un aggiornamento dei meccanismi di redistribuzione, questo processo di sostituzione porterà ad un accentramento della ricchezza nelle mani di poche persone e di conseguenza ad un aumento delle disuguaglianze.

Conclusione

Gli algoritmi, combinati con la straordinaria diffusione del digitale a cui stiamo assistendo nel nostro tempo, sono strumenti potentissimi, in grado di trasformare la società e gli individui. Come società e come Chiesa, occorre interrogarsi con attenzione sulla natura e sulle conseguenze di tale fenomeno, aspetti che vanno ben al di là del campo scientifico-tecnologico e che devono essere affrontati attraverso una riflessione e un dialogo veramente transdisciplinare.


Bibliografia
Barone C. (2020), L’algoritmo pensante. Dalla libertà dell’uomo all’autonomia delle Intelligenze Artificiali, Il Pozzo di Giacobbe.
Mittelstadt B. D., Allo P., Taddeo M., Wachter S., Floridi L. (2016), The ethics of algorithms: Mapping the debate, “Big Data & Society”.
Perrault, R. et al. (2019), The AI Index 2019 Annual Report, AI Index Steering Committee, Human-Centered AI Institute, Stanford University.
Russell S., Norvig P. (2010), Intelligenza Artificiale. Un approccio moderno, 3a ed., Pearson.
Turing A. (1994), Intelligenza Meccanica (collezioni di lavori di A. Turing), Bollati Boringhieri.


Autore
Marco L. Della Vedova, Università Cattolica del Sacro Cuore (Marco.dellavedova@unicatt.it)