Modelli e metafore: il caso degli agenti Temi filosofici dellinformatica 12 maggio 2008.
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Modelli e metafore: il caso degli agentiTemi filosofici dell’informatica
12 maggio 2008
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Temi filosofici dell’informatica
I modelli scientifici come metafore Una teoria della metafora Il ruolo delle metafore nella concettualizzazione e nella
spiegazione scientifica Le metafore: dalla scienza all’ingegneria informatica Le metafore dell’ingegneria informatica: il concetto di
agente come esempio
Modelli e metafore
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Temi filosofici dell’informatica
Nella visione tradizionale in voga fino all’inizio degli anni ’50 una teoria scientifica consiste in Un sistema assiomatico espresso mediante la logica
del primo ordine, dove gli assiomi sono formulazioni delle leggi che specificano le relazioni fra i termini teorici di una teoria
Delle regole di corrispondenza che specificano le procedure sperimentali ammissibili per applicare le teorie ai fenomeni
Secondo la visione sintattica dell’empirismo logico le teorie sono spiegate nei termini della loro forma logica
Teorie: la visione tradizionale
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Temi filosofici dell’informatica
Nella visione sintattica i modelli sono irrilevanti per la scienza e, al massimo, possono avere un ruolo pedagogico, estetico o psicologico
Per Rudolf Carnap i modelli hanno valenza didattica ed eventualmente euristica, ma non sono essenziali per la corretta applicazione di una teoria fisica
Per Pierre Duhem i modelli introducono confusione perché consentono rappresentazioni diverse dello stesso fenomeno
Contro i modelli
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Temi filosofici dell’informatica
A partire dagli anni ’50 alcuni filosofici britannici (R. Braithwaite, M. Hesse, E. Hutten) cominciano ad interessarsi ai modelli e al loro ruolo nella concettualizzazione e nella spiegazione scientifica
Questo interesse è motivato da un’attenzione alla pratica scientifica e all’uso delle teorie scientifiche piuttosto che dalla loro semantica o ricostruzione logica
Questi filosofi tentano di passare da una caratterizzazione statica a una dinamica delle teorie scientifiche viste come strutture in evoluzione e non come sistemi logici
Qualcosa comincia a cambiare
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Temi filosofici dell’informatica
Dagli anni ’60 la filosofia della scienza comincia ad occuparsi di modelli In particolare ci si chiede che cosa siano e quale
rapporto abbiano con le teorie La visione semantica delle teorie (di cui P. Suppes, B. van
Fraassen e R. Giere sono i maggiori proponenti) considera le teorie come famiglie di modelli e non come calcoli formali
Teorie: la visione semantica
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Temi filosofici dell’informatica
I modelli non possono essere considerati come descrizioni letterali della natura, ma stanno in una relazione di analogia con la natura I modelli descrivono solo certi aspetti di qualcosa in
natura ma non altri e, in alcuni casi, distorcono (semplificazione, idealizzazione) intenzionalmente la descrizione
La Hesse (1966) analizza il contributo dei modelli alla creatività nella scoperta scientifica ed è in questo contesto che sostiene che i modelli siano delle metafore
Queste metafore sono costruite sulla base delle analogie che esistono fra il dominio di ciò che deve essere spiegato e il dominio utilizzato per spiegarlo
Hesse: modelli e analogie
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Temi filosofici dell’informatica
Il termine ‘metafora’ deriva dal greco e letteralmente significa ‘trasportare altrove’(Il termine metafora nasce a sua volta da una metafora …)
La metafora è una figura retorica che consiste nel trasferire a un oggetto il termine proprio di un altro oggetto secondo un rapporto di analogia
Le metafore sono comuni nel linguaggio quotidiano Alberto è un coniglio (un’aquila, un carro armato, …) La Grecia classica fu un faro di civiltà La vita è un viaggio
Metafore: che cosa sono
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Temi filosofici dell’informatica
Un enunciato metaforico è composto da due oggetti distinti: l’oggetto primario e l’oggetto secondario
Entrambi gli oggetti esprimono un insieme di idee comuni e condivise che gli sono associate e che possono essere comprese diffusamente
Le parole usate come oggetti primari e oggetti secondari variano nel loro significato e ognuna di esse impegna all’accettazione di un sistema di credenze standard ad essa relative
Metafore: come funzionano
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Temi filosofici dell’informatica
Nella metafora ‘la vita è un viaggio’, ‘vita’ sta come sistema primario e ‘viaggio’ come sistema secondario
Ognuno dei sistemi è associato a diverse idee sulla vita e sui viaggi, tutte comunemente accettate e sufficientemente note
Il sistema-vita e il sistema-viaggio sono messe insieme dalla metafora che organizza la nostra visione relativa al sistema primario Le idee e le credenze associate al sistema secondario
sono trasferite a quello primario Il sistema primario è visto attraverso il framework del
sistema secondario La vita come viaggio è vista così come avventurosa,
godibile, ecc.
Un esempio
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Temi filosofici dell’informatica
Hesse applica questo schema di funzionamento delle metafore al contesto scientifico
Il dominio di ciò che deve essere spiegato (explanandum) è visto come il sistema primario descrivibile in termini osservativi
Il sistema secondario è il sistema dal quale è preso il modello ed è descritto o in linguaggio osservativo o nel linguaggio di una teoria familiare
Il sistema primario è così visto attraverso il modello fornito dal sistema secondario
Nei contesti scientifici ai due sistemi possono essere associate non solo delle credenze, ma tutta una rete di leggi naturali
Modelli scientifici come metafore
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Temi filosofici dell’informatica
Il modello a palle da biliardo della teoria cinetica dei gas costituisce un esempio dell’applicazione del concetto di metafora alla concettualizzazione scientifica Molecole di gas modellate come palle da biliardo che si
muovono a caso e urtano l’una contro l’altra Il sistema primario (molecole di un gas ideale) è visto nei
termini di un sistema secondario (palle da biliardo) Qual è la relazione fra i due sistemi? Non una relazione
uno a uno, ma una relazione di analogia
Un esempio
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Temi filosofici dell’informatica
La relazione di analogia fra il sistema primario e il sistema secondario può essere
Analogia negativa: costituita dalle proprietà che appartengono a un sistema ma non a un altro Per esempio rigidità delle palle da biliardo
Analogia positiva: costituita dalle proprietà che appartengono a entrambi i sistemi Per esempio movimento e impatto
Sia le analogie negative sia quelle positive implicano che si conoscano già quali siano le proprietà nella nuova teoria sviluppata
Analogie
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Temi filosofici dell’informatica
Analogia neutra: insieme delle proprietà di cui non si sa se costituiscono analogie positive o negative
Sono queste analogie che permettono di estendere la nuova teoria e hanno un ruolo creativo Ci si può domandare, ad esempio, se una specifica
proprietà delle palle da biliardo appartenga alle molecole del gas e progettare opportuni esperimenti per trovare risposta
Questa visione dei modelli come metafore supporta una visione ipotetica dei modelli e la loro propensione nel suggerire ulteriori sviluppi teorici
Analogie neutre
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Temi filosofici dell’informatica
In generale le metafore sono largamente utilizzate nel linguaggio scientifico Il cervello è un computer, la mente il suo programma
(scienze cognitive) Gioco linguistico (linguistica)
Le funzioni della metafora nel linguaggio scientifico possono essere molteplici, tra cui Favorire la comprensione intuitiva di concetti astratti Suggerire analogie utili Aprire nuove prospettive di ricerca
Appare chiaro che le metafore hanno un valore euristico
Metafore e linguaggio scientifico
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Temi filosofici dell’informatica
Posizioni estreme: nel linguaggio scientifico la metafora è sempre
dannosa e non andrebbe mai utilizzata la metafora è ineliminabile dal linguaggio scientifico
Posizione intermedia: le metafore sono utili per il loro valore euristico nella
fase pionieristica di un concetto innovativo ... ... ma vanno gradualmente eliminate e trasformate in
definizioni letterali
La funzione delle metafore
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Temi filosofici dell’informatica
Svelare una metafora Esplicitare i tratti salienti messi a tema dalla metafora Le proprietà del sistema primario che si vogliono
mettere in luce attraverso il sistema secondario (la mente è un programma)
Criticare una metafora Mettere in luce le analogie suggerite dalla metafora e
valutarne l’utilità Identificare le nuove prospettive di ricerca aperte dalla
metafora e valutarle Eliminare una metafora
Rimpiazzare il significato metaforico con una definizione letterale del termine
Che cosa significa, ‘fuor di metafora’, che la mente è un programma? Sistema fisico di simboli
Svelare/criticare/eliminare
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Temi filosofici dell’informatica
Dal ruolo delle metafore nella concettualizzazione e nella spiegazione scientifica …
… alle metafore dell’ingegneria informatica Il concetto di agente come esempio
Metafore e informatica
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Temi filosofici dell’informatica
“Agente” Termine tecnico dell’informatica Usato in modo analogo al termine “oggetto”
Sistema ad oggetti, sistema ad agenti Object oriented programming (OOP)/agent oriented
programming (AOP) Come è usato il termine?
In senso letterale? In senso metaforico?
Che cosa significa esattamente?
Il termine agente
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Temi filosofici dell’informatica
La definizione letterale di un termine può essere basata su: Un insieme di condizioni necessarie e sufficienti
Esempi: forza (fisica), molecola (chimica), array (informatica)
Un insieme di tratti salienti Esempi: nevrotico ossessivo (psicologia), oggetto
(informatica) Nella scelta iniziale del termine può essere presente una
componente metaforica Nella fisica, per esempio, forza, lavoro, energia, onda,
campo Nell’informatica, per esempio, pila, oggetto, scrivania,
cartella, cestino Nell’uso tecnico, tuttavia, il valore metaforico originario è
irrilevante
Termini letterali
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Temi filosofici dell’informatica
Nel linguaggio informatico “agente” è a tutt’oggi un termine utilizzato in modo metaforico Disvelamento: quali tratti salienti mette a tema? Critica: quali analogie suggerisce e quali prospettive
apre? Eliminazione: è possibile rimpiazzare la metafora (pur
riconoscendone l’utilità) sostituendola con una definizione rigorosa?
La metafora Agente informatico individuo (essere umano,
organizzazione umana, organismo animale) in azione, eventualmente all’interno di un gruppo
“Agente”
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Temi filosofici dell’informatica
Tratti salienti messi a tema dalla metafora Autonomia Razionalità, intelligenza (reattività, proattività, capacità
di ragionamento) Capacità di relazionarsi con altri agenti (gruppi di
interazione temporanei o permanenti) Responsabilità (anche legale) …
Disvelamento
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Temi filosofici dell’informatica
Gli attributi messi a tema sono complessi e difficili da definire È utile ragionare per analogia con gli agenti umani?
Una nuova prospettiva per la concettualizzazione e lo sviluppo di sistemi distribuiti Porta vantaggi effettivi?
Critica
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Temi filosofici dell’informatica
È possibile eliminare la metafora? Agente def sistema che esegue azioni
Azione def ???
Un possibile punto di partenza Certi sistemi (in particolare certi sistemi biologici come
gli esseri umani) possono realizzare intenzionalmente degli eventi Alzare un braccio, aprire una porta, rompere un vetro
scagliandogli contro un sasso Un’azione è un evento realizzato intenzionalmente da
un sistema x e si dice allora che x esegue l’azione Il sistema che esegue l’azione a si dice attore di a Un sistema in grado di eseguire azioni si dice agente
Eliminazione
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Temi filosofici dell’informatica
La definizione di agente poggia su quattro concetti primitivi Sistema Evento Realizzare Intenzionalmente
In ambito informatico Possiamo dare definizioni rigorose di questi concetti? Oppure il loro uso è a sua volta metaforico?
In altri termini: cercando di eliminare la componente metaforica di “agente” ci imbattiamo in altre metafore difficili da eliminare?
Quattro concetti primitivi
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Temi filosofici dell’informatica
Nell’informatica un sistema è un processo, inteso come un programma in esecuzione
Un evento è un cambiamento nello stato di un processo Un cambiamento di valore di una variabile Un cambiamento in una struttura dati dinamica …
In ogni sistema informatico certi cambiamenti possono essere definiti a priori come eventi
Nell’informatica “sistema” ed “evento” sono termini letterali e non metaforici
Sistema, evento
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Temi filosofici dell’informatica
In prima approssimazione “realizzare” equivale a “causare”
In generale il concetto di causa è molto difficile da analizzare
Nei sistemi informatici possiamo dire che un evento è causato da un processo x …… quando l’evento si verifica come effetto dell’evoluzione
del processo x …… ovvero quando l’evento si verifica come effetto
dell’esecuzione di istruzioni appartenenti al programma x
In questo senso, “realizzare” sembra essere un termine letterale e non metaforico
Realizzare
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Temi filosofici dell’informatica
Che cos’è un’intenzione e che cosa vuol dire “realizzare intenzionalmente”?
Il concetto è ragionevolmente chiaro nel caso dell’azione umana, tant’è che viene utilizzato in ambito legale, per es. Omicidio volontario: causare intenzionalmente la morte
di una persona Omicidio preterintenzionale: causare la morte di una
persona non intenzionalmente, ma come conseguenza di un tentativo intenzionale di nuocerle
Omicidio colposo: causare la morte di una persona non intenzionalmente, come conseguenza di un’azione non diretta a danneggiare la vittima, ma di cui si è sottovalutata la pericolosità
Intenzionalmente
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Temi filosofici dell’informatica
Definire le intenzioni in ambito informatico non è semplice Ci sono due possibilità
Riuscire a definire il termine “intenzione” come fatto per i termini precedenti (“sistema”, “evento”, “realizzare”) In tal caso abbiamo eliminato la componente metaforica
del termine “agente” pur conservando la definizione originale di agente come sistema che esegue azioni
Non riuscire a definire il termine; in questo caso si hanno ancora tre possibilità Trovare una definizione alternativa di agente utilizzabile
nell’informatica Continuare a usare “agente” come termine metaforico Abbandonare il termine
Le intenzioni
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Temi filosofici dell’informatica
Le intenzioni sono stati mentali Ciò significa che le intenzioni sono stati soggettivi
(come la felicità o il mal di denti) e quindi intrinsecamente inosservabili
Naturalismo biologico (John Searle) Come tutti gli stati mentali, le intenzioni sono reali … … e intrinsecamente legate al fenomeno della
coscienza e al cervello che lo causa Convenzionalismo (Daniel Dennett)
Forse le intenzioni sono reali o forse non lo sono … … ma è comunque utile attribuire intenzioni agli agenti
(naturali o artificiali) per spiegare e prevedere i loro comportamenti
Quattro posizioni filosofiche (1)
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Temi filosofici dell’informatica
Eliminativismo (Paul Churchland) Il termine “intenzione” appartiene al linguaggio
quotidiano, non al linguaggio scientifico … … e va sostituito con termini che fanno riferimento a
entità osservabili (come gli stati del sistema nervoso) Funzionalismo (Hilary Putnam)
Un’intenzione è qualsiasi cosa che abbia un ruolo di tipo ben determinato (e da specificare) nel processo che causa il comportamento osservabile del sistema
Il funzionalismo sembra essere la posizione più promettente in relazione a questa discussione
Quattro posizioni filosofiche (2)
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Temi filosofici dell’informatica
In una serie di articoli e poi nel testo Intentions, Plans, and Practical Reason (1999), Michael Bratman ha analizzato la funzione delle intenzioni
Il lavoro di Bratman ha influenzato i ricercatori di IA che hanno formulato il concetto di agente BDI (Beliefs, Desires, Intentions) al centro di una famiglia di modelli formulati e studiati in termini logico-modali
Per Bratman un’intenzione è essenzialmente Un piano di azione diretto al raggiungimento di un
obiettivo (desire) … costruito in base alle credenze dell’agente (beliefs)
… … con la funzione fondamentale di dare stabilità e
coerenza all’azione
La funzione delle intenzioni
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Temi filosofici dell’informatica
Autonomia Un agente può sviluppare piani d’azione (intentions)
per raggiungere i propri obiettivi (desires) a seconda delle circostanze (rappresentate dai beliefs)
Razionalità Un agente può massimizzare l’utile atteso dei propri
piani d’azione Un agente deve bilanciare l’opportunità di reagire
immediatamente agli eventi esterni (reattività) con la capacità di anticipare del futuro (proattività)
Conseguenze per il concetto di agente (1)
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Temi filosofici dell’informatica
Relazioni con gli altri agenti Linguaggio di comunicazione, la cui semantica è a sua
volta basata sui modelli BDI Responsabilità
I modelli BDI non affrontano il problema della responsabilità (obblighi, ecc. derivanti dai ruoli)
Conseguenze per il concetto di agente (2)
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Temi filosofici dell’informatica
I modelli BDI hanno avuto un certo successo nella letteratura scientifica, ma non sembrano avere influenzato decisamente la pratica professionale
Il concetto informale di agente BDI è considerato utile, in certi ambiti applicativi, per progettare sistemi distribuiti In questi casi il concetto di agente BDI è utilizzato
comunque non in senso formale, ma in senso metaforico
Al momento non esiste ancora una definizione letterale di agente paragonabile, per esempio, alla definizione di oggetti in C ++ o Java
La situazione attuale
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Temi filosofici dell’informatica
Mantenere il termine “agente” come termine metaforico facendo bene attenzione che siano chiari i tratti salienti messi a tema dalla metafora In questa direzione sarebbe quindi più sensato parlare
di agenti come paradigmi informatici piuttosto che tecnologie
Cercare approcci alternativi alla definizione del concetto di agente e valutare se in questi casi si possa eliminare l’uso metaforico e passare a uno letterale Un approccio alternativo, ad esempio, può basarsi sullo
spostare l’attenzione dai processi interni di un agente (che coinvolgono credenze, desideri, intenzioni) …
… ai processi esterni che si manifestano nelle interazioni fra gli agenti membri di un gruppo (temporaneo o permanente)
Posizione intermedia: agenti fra paradigmi e tecnologie
Direzioni per il futuro
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Temi filosofici dell’informatica
Bailer- Jones, D. (1999), “Tracing the development of models in the philosophy of science” in Magnani, L. et al. (Eds.) Model-Based Reasoning in Scientific Discovery, Kluwer Academic Press, 23-40
Bratman, M. (1999) Intentions, plans, and practical reason, CSLI Publications, Stanford, CA
Hesse, M. (1966), Models and Analogies in Science, University of Notre Dame Press, Indiana
Suppes, P., (1967), “What is a scientific theory?” in Morgenbesser, S. (Ed.) Philosophy of Science Today, Basic Books, 55-67
Bibliografia