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Connessionismo Eliminativismo E Rapporto Mente-Corpo Gianfranco Basti Pontificia Università Lateranense Facoltà di Filosofia e IRAFS – International Research.

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1 Connessionismo Eliminativismo E Rapporto Mente-Corpo Gianfranco Basti Pontificia Università Lateranense Facoltà di Filosofia e IRAFS – International Research Area on Foundations of the Sciences PONTIFICIA UNIVERSITAS LATERANENSIS

2 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm2 Schema delle lezioni n 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. n B) Premessa logica. Logiche estensionali e intensionali: dal paradigma rappresentazionale a quello intenzionale nelle scienze cognitive. n C) Le reti neurali come architetture di calcolo parallelo. Dal funzionalismo al connessionismo: 1) Dalla macchina di Turing alle reti neurali 2) Dal perceptrone lineare alle reti connessioniste 3) Limiti dell'approccio connessionista

3 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm3 Schema delle lezioni 2 n D) Connessionismo e interpretazione eliminativista del rapporto mente-corpo: 1) Intenzionalità cognitiva, logiche intensionali e interpretazione eliminativista 2) Intenzionalità e la metafora delle "tre stanze": costituzione del simbolo logico 3) Logica come calcolo, logica come linguaggio e ontologia formale del rapporto mente-corpo

4 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm4 Contenuti I n Premesse epistemologica e logica n Lapproccio funzionalista nelle scienze cognitive –Origini del funzionalismo –Semantica Formale e schematismo –Lintenzionalità 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

5 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm5 Contenuti II n Approccio connessionista nelle scienze cognitive : –Che cosè lapproccio 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

6 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm6 Contenuti III n Teorie dualiste, moniste, duali del rapporto MC n Implicazioni ontologiche del funzionalismo e del connessionismo: –Teoria dellidentità MC e sua duplice valenza –Le origini in Quine dellapproccio eliminativista al MC –Lo sviluppo in P. & P. Churchland della teoria eliminativista

7 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm7 Contenuti IV n Implicazioni ontologiche dellapproccio intenzionale –Scambi dinformazione fra la mente e il corpo (vs. la semplice interazione energetica) –Localizzazione della mente come contenente il corpo (vs. principio dintroiezione) –Unità psicofisica della persona umana (dualità vs. dualismo) –Sopravvivenza della mente mediante scambio dinformazione n html

8 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm8 Il Proprium delle scienze cognitive n H. Gardner, La nuova scienza della mente. Storia della rivoluzione cognitiva, Feltrinelli, Milano 1999 n Peculiarità delle Scienze Cognitive (CS) come via intermedia fra: –Soggetivismo della psicologia cognitiva basata sullintrospezione (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

9 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm9 Triangolo delle SC: Conscio vs. Neurale vs. Computationale Conscio Intenzionale Logica Intensionale Neurale Osservativo Logica Estensionale Computazionale Simulativo Logica Estensionae

10 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm10 Estensionale versus Intensionale n Essere acqua è lo stesso di Essere H 2 O? Cioè, se due predicati hanno la medesima estensione (sono equivalenti) sono identici reciprocamente sostituibili? n Logica estensionale, sse valgono gli assiomi: –Estensionalità –Generalizzazione esistenziale – Carattere vero-funzionale dei calcoli logici n Logica intensionale, altrimenti

11 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm11 Rappresentazionale vs. Intenzionale n Approccio rappresentazionale: conoscenza come rappresentazione, corrispondenza funzionale fra ambiente e organismo ( simboli pre-costituiti) n Approccio intenzionale: conoscenza come auto-modificazione stati disposizionali dellorganismo verso lambiente in vista del conseguimento di fini ( costituzione dei simboli logici)

12 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm12 Intenzionale vs. Rappresentazionale n Walter Freeman (Freeman 2002) >

13 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm13 Continua… >

14 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm14 Continua… >

15 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm15 Origini del Funzionalismo nelle SC n 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.

16 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm16 Carattere riduzionista del funzionalismo n 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 dellOracolo di Turing assoluto determinismo dell hardware cerebrale (= reti neurali come sistemi dinamici stocastici)

17 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm17 Problema dello Schematismo (Induzione) n Gli schemi logici di Kant: regole ricorsive per lapplicazione di categorie ai dati Schematismo deduttivo simile ai frames dellIA nella teoria dei sistemi esperti n 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. n Problema: come formalizzare questo processo come calcolo logico? Estrema rilevanza teoretica, scientifica e tecnologica del problema

18 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm18 Metodo assiomatico vs. metodo analitico n Logica Moderna: mirata solo a sviluppare una logica della giustificazione della dimostrazione dei teoremi allinterno del metodo assiomatico n Logica Classica: mirata a sviluppare anche una logica della (ri-)formulazione consistente di nuovi assiomi allinterno del metodo analitico classico (Platone Aristotele vs. Pappo: analogia, astrazione, induzione. n 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)

19 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm19 Semantica Formale n 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

20 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm20 Intenzionale e Intensionale n Discorso intenzionale (I-talk) dellintrospezione 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) n Verità di unespressione legata al contesto: nomi come designatori rigidi di oggetti che cambiano (Kripke 1972) n Logica intensionale vs. estensionale

21 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm21 Semantica Intenzionale n Oggetto della SI: costituzione vs. giustificazione di proposizioni vere: –Necessità logica dipende dalla soddisfazione dellobbiettivo: 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 dAq.: lesistenza 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.

22 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm22 Implicazioni della semantica intenzionale n Implicazioni per le neuroscienze e la robotica: – Futuro della robotica (rapido adeguamento ad ambienti imprevedibili che cambiano rapidamente) legata allimplementazione 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).

23 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm23 Intensionale versus Estensionale n Logica estensionale (equivalenza identità: A B A = =B) vs. logica intensionale (identità senza equivalenza). n 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

24 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm24 Intenzionalità e metafora delle tre stanze n La stanza del test di A.M. Turing (1950) –Riduzione dellintenzionale allestensionale n La stanza del test di J. Searle (1980) –Riduzione dellintenzional allintensionale metalogicamente fondato e di questo fondamento al neurofisiologico e al culturale n La stanza del test di H. Putnam (1988) –Intenzionale legato al problema della costituzione veritativa (legata alloggetto) dei simboli logici consistenti del relativo calcolo.

25 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm25 Approccio connessionista nelle scienze cognitive n Scienze cognitive: RN è unarchitettura computazionale per simulare dinamiche neurali e quindi comportamente cognitivi pre- simbolici. n 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).

26 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm26 RN Connessioniste n 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)

27 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm27 Esempi di RN

28 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm28 Limiti n RN dopo lapprendimento 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 allambiente che cambia. – Dynamicamente, RN non sono caratterizzate dalla non-stazionarietà e dallinstabilità 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)

29 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm29 Modelli di dinamica neurale

30 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm30 Implementazione di una Rete Caotica

31 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm31 Relazione col calcolo parallelo Impossibilità del calcolo parallelo in questo schema secondo Minsky & Papert (1988) Schema del perceptrone geometrico di Rosenblatt

32 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm32 Schema 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).

33 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm33 Teoria duale: ontologia della mente n 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 lanno Identità nel tempo dellorganismo vivente dipendente dalla persistenza della medesima informazione strutturale che organizza la materia del nostro corpo [Penrose 1996]. –Informazione che deve soddisfare la negazione dellassioma di estensionalità, visto che deve garantire lidentità nel tempo di un organismo senza equivalenza di parti, dato che nel genoma non è definito deterministicamente il percorso dalla blastula monocellulare iniziale allorganismo completo (10 17 cellule nel caso dellorganismo umano) genoma programma MT

34 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm34 Quale informazione? n Un sistema fisico in grado di elaborare informazione semantica nel senso intensionale non può avere come modello unordinaria MT deterministica ( computer basati su dinamiche lineari): –Stati MT = determinati da una quintupla T(s i, q j | s u, q v, A). n Ma una MT particolare (MT complessa): –Non determinista = quintuple con codomini non sovrapponibili (= impredicibile) –Irreversibile = quintuple con domini non sovrapponibili n Globalmente un MT siffatta produrrà comportamenti reversibili (= calcoli logici) ma imprevedibili perché seguirà sempre traiettorie di soluzione diverse ( computer basati su dinamiche caotiche). n Inapplicabilità a questi artefatti delle classiche misure dinformazione a base entropica.

35 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm35 Computer caotico vs. quantistico n Vantaggi: –Tracciabilità delle traiettorie di soluzione ( oracolo) –Non richiede tecnologie sofisticate (vs. technological divide) –Neurologicamente realistico

36 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm36 Implementazione cerebrale

37 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm37 Lo specifico della persona n Io = persona = corpo umano vivente in quanto unità psicofisica di forma e materia, in relazione di scambio di materia e informazione con lambiente. n 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). n Identità della persona si gioca a livello di questa soggettività irriducibile.

38 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm38 Implicazioni Metafisiche I n Relazioni mente-corpo come scanbi dinformazione (vs. interazioni energetiche): –Non vi è sovrapposizione di flusso energetico e informazionale nei sistemi caotici e/o nelle strutture dissipative (Prigogine; Shaw) dissipazione dellenergia è top-down dissipazione dellinformazione è (anche) bottom-up. – Possibilità per i sistemi complessi di generare e non solo manipolare informazione (cfr. la nozione di attrattore strano (caotico) e limpredicibilità del suo stato finale ordinato) Parallelismo con la comunicazione puramente formale fra sensi e intelletto nellontologia psicologica di Tommaso.

39 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm39 Implicazioni Metafisiche II n 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, allinterno del corpo e in/da lambiente 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).

40 PUG http://www.pul.it/pul/irafs/irafs.htm40 Implicazioni Metafisiche III n Sopravvivenza dellanima come entità vivente individuale (sostanza) legata agli scambi dinformazione. –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 dinformazione (Johnson- Laird 1990). –Parallelismo con la soluzione di Tommaso la resurrezione finale non è una nuova incorporazione dellanima.


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