Connessionismo Eliminativismo E Rapporto Mente-Corpo Gianfranco Basti Pontificia Università...

ConnessionismoEliminativismoConnessionismoEliminativismo

E Rapporto Mente-Corpo

Gianfranco BastiPontificia Università Lateranense

Facoltà di Filosofia e IRAFS – International Research Area on Foundations of the Sciences

PONTIFICIA UNIVERSITAS LATERANENSIS

PUG - 2004 http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm 2

Schema delle lezioniSchema delle lezioni

A) Premessa epistemologica. Il proprium delle scienze cognitive, ovvero il duplice correlato oggettivo, neuro-fisiologico e logico-computazionale, della soggettività irriducibile degli atti di coscienza.

B) Premessa logica. Logiche estensionali e intensionali: dal paradigma rappresentazionale a quello intenzionale nelle scienze cognitive.

C) Le reti neurali come architetture di calcolo parallelo. Dal funzionalismo al connessionismo:1) Dalla macchina di Turing alle reti neurali2) Dal perceptrone lineare alle reti connessioniste3) Limiti dell'approccio connessionista


Schema delle lezioni 2Schema delle lezioni 2

D) Connessionismo e interpretazione eliminativista del rapporto mente-corpo:1) Intenzionalità cognitiva, logiche intensionali e interpretazione eliminativista2) Intenzionalità e la metafora delle "tre stanze": costituzione del simbolo logico3) Logica come calcolo, logica come linguaggio e ontologia formale del rapporto mente-corpo


Contenuti IContenuti I

Premesse epistemologica e logica L’approccio funzionalista nelle scienze

cognitive– Origini del funzionalismo– Semantica Formale e schematismo– L’intenzionalità e la metafora delle “tre stanze”

1. La stanza del Test di Turing: intelligenza artificiale vs. intelligenza naturale

2. La stanza del Test di Searle: rappresentazionale e estensionale vs. intenzionale e intensionale

3. La stanza del Test di Putnam: Il problema della costituzione del simbolo logico


Contenuti IIContenuti II

Approccio connessionista nelle scienze

cognitive :– Che cos’è l’approccio connessionista– I limiti teorici del connessionismo– La nuova prospettiva intenzionale: approccio

disposizionale vs. approccio rappresentazionale reti auto-adattive e il perceptrone “dinamico” modellizzazione caotica delle reti auto-adattive


Contenuti IIIContenuti III

Teorie dualiste, moniste, duali del rapporto MC

Implicazioni ontologiche del funzionalismo e del connessionismo:– Teoria dell’identità MC e sua duplice valenza – Le origini in Quine dell’approccio eliminativista al

MC– Lo sviluppo in P. & P. Churchland della teoria

eliminativista


Contenuti IVContenuti IV

Implicazioni ontologiche dell’approccio intenzionale– Scambi d’informazione fra la mente e il corpo (vs.

la semplice interazione energetica)– Localizzazione della mente come contenente il

corpo (vs. “principio d’introiezione”)– Unità psicofisica della persona umana (dualità vs.

dualismo)– Sopravvivenza della mente mediante scambio

d’informazione http://jamaica.u.arizona.edu/~chalmers/

biblio.html


Il Proprium delle scienze cognitiveIl Proprium delle scienze cognitive

H. Gardner, La nuova scienza della mente. Storia della rivoluzione cognitiva, Feltrinelli, Milano 1999

Peculiarità delle Scienze Cognitive (CS) come via intermedia fra:– Soggetivismo della psicologia cognitiva basata

sull’introspezione (I-talk)

– Oggettivismo della psicologia comportamentista basata sul meccanicismo (O-talk)

Duplice referente oggettivo di uno stato mentale soggettivo: flusso energetico vs. flusso informazionale.

Carattere non-riduzionista delle SC


Triangolo delle SC: Conscio vs. Neurale vs. ComputationaleTriangolo delle SC: Conscio vs. Neurale vs. Computationale

Conscio Intenzionale Logica Intensionale

Neurale Osservativo

Logica Estensionale

Computazionale Simulativo

Logica Estensionae


Estensionale versus IntensionaleEstensionale versus Intensionale

“Essere acqua” è lo stesso di “Essere H2O?” Cioè, se due predicati hanno la medesima estensione (sono equivalenti) sono identici reciprocamente sostituibili?

Logica estensionale, sse valgono gli assiomi:– Estensionalità– Generalizzazione

esistenziale Carattere vero-funzionale dei calcoli logici

Logica intensionale, altrimenti

! ( ) ( )x x x x


Rappresentazionale vs. IntenzionaleRappresentazionale vs. Intenzionale

Approccio rappresentazionale: conoscenza come rappresentazione, corrispondenza funzionale fra ambiente e organismo ( simboli pre-costituiti)

Approccio intenzionale: conoscenza come auto-modificazione stati disposizionali dell’organismo verso l’ambiente in vista del conseguimento di fini ( costituzione dei simboli logici)


Intenzionale vs. RappresentazionaleIntenzionale vs. Rappresentazionale

Walter Freeman (Freeman 2002)<<The word "assimilation" comes from the Latin "adaequatio", that is, "toward equivalence". It is not an adaptation by passive information processing, and it is not an accumulation of representations by resonances. For example, when we grasp a cup in order to drink, our brain doesn't make a representation. It shapes our hand to assimilate to the cup. It shapes the self for optimal interaction with a desired aspect of the world. The goal of an action is a state of competence that Maurice Merleau-Ponty called "maximum grip“>>


Continua…Continua…

<<Assimilation is the beginning for all knowledge. Thrusting the body into the world makes visible the Thomist process of intentionality. Our word "intention" has come from the Latin "intendere", that is, "stretching forth". The thrust initiates the action-perception cycle, which is followed by changes in the self as it learns about the world, by assimilation of the self to the world. There is no transfer of information across the senses into the brain. Instead the brain uses chaotic dynamics to make its own information, because chaos can create as well as destroy information. It creates information by constructing a landscape of chaotic attractors, each with a basin like craters on the moon. >>


Continua…Continua…

<<Each attractor is a class to which a singular stimulus belongs. It is a generalization that includes the meaning of the class. A stimulus puts the brain state into the basin of an attractor, to which it converges like a ball rolling to the bottom of a crater. Convergence deletes the extraneous detail of the singular instance, which is abstraction. For example, when we are thirsty, we see the cup and not its details. The attractor is a hypothesis that is tested by an act of observation and perception. The responses to expected stimuli exist before they arrive. With each breath and flick of our eyes, our brains create new landscapes with the imagination.>>


Origini del Funzionalismo nelle SCOrigini del Funzionalismo nelle SC

Approccio Funzionalista nelle SC come approccio riduzionista (“IA forte”). Quattro passi:

1. Teoria Razionalista della mente rappresentazionismo epistemolgico (Descartes, Leibniz Kant).

2. Sviluppo della logica matematica approccio estensionale alla logica dei predicati (Frege Whitehead-Russell).

3. Teoremi di Turing (1937) e Tesi di Church-Turing. Turing test e dogma dell’ IA mente MTU.

4. Psicologia Genetica (Piaget) e nozione di inconscio cognitivo.


Carattere riduzionista del funzionalismoCarattere riduzionista del funzionalismo

Carattere riduzionista (neo-comportamentista/meccanicista) del funzionalismo:– MT sistema dinamico lineare– Distinzione energia-informazione puramente

metaforica– Costituzione del simbolo logico nelle computazioni

logiche della mente (= autoreferenzialità formale) mediante riferimento a un metalinguaggio di ordine logico superiore non computabile nozione dell’”Oracolo di Turing” assoluto determinismo dell “hardware cerebrale” (= reti neurali come sistemi dinamici stocastici)


Problema dello Schematismo (Induzione)Problema dello Schematismo (Induzione)

Gli schemi logici di Kant: regole ricorsive per l’applicazione di categorie ai dati Schematismo deduttivo simile ai frames dell’IA nella teoria dei sistemi esperti

Schemi di Piaget e della teoria intenzionale della mente: regole per la costituzione di categorie a partire dai dati. Schematismo induttivo attraverso il proccesso di assimilazione – accommodamento degli schemi.

Problema: come formalizzare questo processo come calcolo logico? Estrema rilevanza teoretica, scientifica e tecnologica del problema


Metodo assiomatico vs. metodo analitico Metodo assiomatico vs. metodo analitico

Logica Moderna: mirata solo a sviluppare una logica della giustificazione della dimostrazione dei teoremi all’interno del metodo assiomatico

Logica Classica: mirata a sviluppare anche una logica della (ri-)formulazione consistente di nuovi assiomi all’interno del metodo analitico classico (Platone Aristotele vs. Pappo: analogia, astrazione, induzione.

Logica post-moderna: mirata a sviluppare ambedue, a causa dei teoremi di limitazione di Goedel – Turing –Tarski e le loro implicazioni tecnologiche (Cellucci 2000; Hofstadter 1998)


Semantica FormaleSemantica Formale

Oggetto della SF: giustificazione e non costituzione di proposizioni vere– A causa dei teoremi di Goedel, questa

giustificazione metalinguaggi di ordini sempre più alto carattere semanticamente aperto dei linguaggi formali.

– Giustificazione empirista (Tarski) vs. Giustificazione convenzionalista (Carnap) dei significati dei termini primitivi dei linguaggi formali


Intenzionale e IntensionaleIntenzionale e Intensionale Discorso intenzionale (I-talk) dell’introspezione

caratterizzato dalla relazione a un contenuto aboutness regole logiche dipendono dalla variabilità di questa relazione. Doppio contenuto (intendere e riferirsi):– Ciò che si intende con un termine (connotazione)– Ciò a cui ci si riferisce, attraverso ciò che si

intende (denotazione) Verità di un’espressione legata al contesto: nomi

come designatori rigidi di oggetti che cambiano (Kripke 1972)

Logica intensionale vs. estensionale


Semantica IntenzionaleSemantica Intenzionale

Oggetto della SI: costituzione vs. giustificazione di proposizioni vere: – Necessità logica dipende dalla soddisfazione

dell’obbiettivo: “Se voglio raggiungere questo obbiettivo, allora devo fare questo e questo”

– Nella conoscenza: obbiettivo adeguamento al reale cambio veloce delle regole per adeguarsi ad una realtà che cambia (“il fine costituisce i mezzi e le loro relazioni al fine”)

– Tommaso d’Aq.: l’esistenza della conclusione dipende dalle premesse;ma il legame necessario fra premesse e conclusioni dipende dalle conclusioni poiché è per giustificare alcuni teoremi ponimao determinate premesse.


Implicazioni della semantica intenzionaleImplicazioni della semantica intenzionale

Implicazioni per le neuroscienze e la robotica: Futuro della robotica (rapido adeguamento ad ambienti

imprevedibili che cambiano rapidamente) legata all’implementazione di una semantica intenzionale.

– Collegamento con le dinamiche instabili e non stazionarie (caos deterministico) del cervello.

– Relazione con le computazioni non-deterministiche (funzioni di Turing con codomini non sovrapponentesi) overlapping domains) e irreversibili (funzioni di Turing con domini non sovrapponentesi) nelle TM (= non più assimilabili a dinamiche lineari, bensì caotiche) nuovo paradigma nell’ informatica e nelle Reti Neurali (RN).


Intensionale versus EstensionaleIntensionale versus Estensionale

Logica estensionale (equivalenza identità: A B A = =B) vs. logica intensionale (identità senza equivalenza).

Intelligenza formale (“Io penso”: Cartesio, Kant) vs. intelligenza intenzionale (“Io penso qualcosa”: Aristotele, Brentano, Husserl) Capacità di raggiungere lo scopo seguendo sempre lo

stesso percorso predicibile (ciclicità) vs. capacità di raggiungere lo scopo seguendo sempre percorsi diversi impredicibili al variare delle condizioni al contorno (pseudo-ciclicità): Identità (della totalità) senza equivalenza (coincidenza delle

parti). P.es. ontogenesi in biologia di individui diversi della stessa

specie P.es., comportamento intenzionale mediante riorganizzazione

mezzi-fini in psicologia


Intenzionalità e metafora delle “tre stanze”Intenzionalità e metafora delle “tre stanze”

La stanza del test di A.M. Turing (1950)– Riduzione dell’intenzionale all’estensionale

La stanza del test di J. Searle (1980)– Riduzione dell’intenzional all’intensionale

metalogicamente fondato e di questo fondamento al neurofisiologico e al culturale

La stanza del test di H. Putnam (1988)– Intenzionale legato al problema della costituzione

veritativa (legata all’oggetto) dei simboli logici consistenti del relativo calcolo.


Approccio connessionista nelle scienze cognitiveApproccio connessionista nelle scienze cognitive

Scienze cognitive: RN è un’architettura computazionale per simulare dinamiche neurali e quindi comportamente cognitivi pre-simbolici.

Informatica: RN utili per trattamento di database con distribuzioni statistiche non-normali (non-gaussiane) delle caratteristiche dei dati, al fine di estrarre correlazioni fra essi di ordine superiore al primo (medie) utili per il riconoscimento di strutture complesse “imparando” dai dati (pattern recognition).


RN ConnessionisteRN Connessioniste

Dal punto di vista delle architetture di calcolo: RN sono architetture di calcolo parallele a logica distribuita sulle connessioni fra elementi adattivi organizzati gerrachicamente per interagire col mondo esterno in modo simile alle reti di neuroni naturali.– Neuroni: Elementi logici a soglia reciprocamente

interconnessi

– Differenti architetture dipendono dalle differenti modalità di definizione delle soglie e dei pesi statistici delle connessioni (= sistemi dinamici stocastici)


Esempi di RNEsempi di RN

(3)

)2(

)1(

,

,,

,,,

NyN

MyxM

NMyxy

hdtd

gdtd

fdtd

n

jjj

1

cost 1

T :

NN Non-linear Mapping

input-output

W

X Y

HEBB RULE

jj j

dwyx y wdt


LimitiLimiti

RN dopo l’apprendimento sui pesi equivalenti a una MT RN non sono capaci di modificare in tempo

reale I simboli base (primitivi) e le regole dei suoi calcoli per adattarli all’ambiente che cambia.

Dynamicamente, RN non sono caratterizzate dalla non-stazionarietà e dall’instabilità tipiche delle reti neurali cerebrali.

Stabilità e stazionarietà delle reti forti limitazioni della capacità di memorizzazione (un simbolo diverso per ogni contesto vs. designatori rigidi dinamicamente riconfigurati)


Modelli di dinamica neuraleModelli di dinamica neurale


Implementazione di una Rete CaoticaImplementazione di una Rete Caotica


Relazione col calcolo paralleloRelazione col calcolo parallelo

1

N

Output

Impossibilità del calcolo parallelo in questo schema secondo Minsky & Papert (1988)

Schema del perceptrone geometrico di Rosenblatt


Schema di perceptrone dinamicoSchema di perceptrone dinamico

–Evidenza Neurofisiologica del perceptrone dinamico (caotico, a destra): retina (Tsukada 1998), corteccia uditiva (Eggermont et al. 1981; Kilgard e Merzenich 1998) visiva primaria (Dinse 1990; 1994).


Teoria duale: ontologia della menteTeoria duale: ontologia della mente

Ridefinizione del problema mente-corpo:– Mente = forma che organizza la materia del nostro corpo

unità psicofisica della persona – Evidenza del cambio completo della materia del nostro

corpo più volte l’anno Identità nel tempo dell’organismo vivente dipendente dalla persistenza della medesima informazione strutturale che organizza la materia del nostro corpo [Penrose 1996].

– “Informazione” che deve soddisfare la negazione dell’assioma di estensionalità, visto che deve garantire l’identità nel tempo di un organismo senza equivalenza di parti, dato che nel genoma non è definito deterministicamente il percorso dalla blastula monocellulare iniziale all’organismo completo (1017 cellule nel caso dell’organismo umano) genoma programma MT


Quale informazione?Quale informazione? Un sistema fisico in grado di elaborare informazione semantica

nel senso intensionale non può avere come modello un’ordinaria MT deterministica ( computer basati su dinamiche lineari):– Stati MT = determinati da una quintupla

T(si , qj | su , qv , A). Ma una MT particolare (MT complessa):

– Non determinista = quintuple con codomini non sovrapponibili (= impredicibile)

– Irreversibile = quintuple con domini non sovrapponibili Globalmente un MT siffatta produrrà comportamenti reversibili

(= calcoli logici) ma imprevedibili perché seguirà sempre traiettorie di soluzione diverse ( computer basati su dinamiche caotiche).

Inapplicabilità a questi artefatti delle classiche misure d’informazione a base entropica.


Computer caotico vs. quantistico Computer caotico vs. quantistico

Vantaggi:– Tracciabilità delle

traiettorie di soluzione (oracolo)

– Non richiede tecnologie sofisticate (vs. technological divide)

– Neurologicamente realistico


Implementazione cerebraleImplementazione cerebrale


Lo specifico della personaLo specifico della persona

Io = persona = corpo umano vivente in quanto unità psicofisica di forma e materia, in relazione di scambio di materia e informazione con l’ambiente.

Persona >> Individuo (= organismo biologico) perché è individuo capace di auto-determinarsi a tutti e tre i livelli di auto-organizzazione che caratterizzano gli organismi:

– Operazioni vegetative (accrescimento, metabolismo, riproduzione) dove forma e fine delle medesime geneticamente determinate.

– Operazioni senso-motorie dove solo i fini biologici (istinti) sono geneticamente determinati (coscienza animale)

– Operazioni intellettive (intelligenza e libertà) caratterizzate da un controllo anche sui fini importanza delle influenze culturali + capacità di controllo sui medesimi condizionamenti culturali (coscienza fenomenica del “sé” che è duplice: 1) oggettivabile: immagine del sé; 2) inoggettivabile come irriducibile presenza a se stessi dei nostri io personali (= soggettività consapevole).

Identità della persona si gioca a livello di questa soggettività irriducibile.


Implicazioni Metafisiche IImplicazioni Metafisiche I Relazioni mente-corpo come scanbi

d’informazione (vs. interazioni energetiche):– Non vi è sovrapposizione di flusso energetico e

informazionale nei sistemi caotici e/o nelle strutture dissipative (Prigogine; Shaw) dissipazione dell’energia è top-down dissipazione dell’informazione è (anche) bottom-up.

Possibilità per i sistemi complessi di generare e non solo manipolare informazione (cfr. la nozione di “attrattore strano (caotico)” e l’impredicibilità del suo stato finale ordinato) Parallelismo con la comunicazione puramente formale fra sensi e intelletto nell’ontologia psicologica di Tommaso.


Implicazioni Metafisiche IIImplicazioni Metafisiche II Localizzazione della mente come

“contenente” il corpo (vs. “introjection principle”: Schlick)– Se la mente è localizzata nel flusso informazionale

della mappa dei controlli di un corpo vivente, queste linee di flusso contengono (e non sono contenute in) le strutture corporee (organi) che esse controllano, all’interno del corpo e in/da l’ambiente environment (MacKay).

Parallelismo con la soluzione di Tommaso del problema della localizzazione di entità spirituali (anima, angeli, Dio) rispetto alle entità corporee che controllano (rispettivamente: corpo umano, sfere celesti, universo) (Basti 1995).


Implicazioni Metafisiche IIIImplicazioni Metafisiche III

Sopravvivenza dell’anima come entità vivente individuale (sostanza) legata agli scambi d’informazione.– Se la mente consiste nella componente

informazionale di un corpo umano, come è possibile la sopravvivenza di un organo senza il resto del corpo cui appartiene se i suoi scambi metabolici vengono garantiti, così per la mente se lo sono i suoi scambi d’informazione (Johnson-Laird 1990).

– Parallelismo con la soluzione di Tommaso la resurrezione finale non è una nuova incorporazione dell’anima.

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