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Verona, Festival Infinitamente, 17 marzo 2013 Caos-Cognizione-Coscienza F.Tito Arecchi Università di Firenze e INO-CNR, Firenze;

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Presentazione sul tema: "Verona, Festival Infinitamente, 17 marzo 2013 Caos-Cognizione-Coscienza F.Tito Arecchi Università di Firenze e INO-CNR, Firenze;"— Transcript della presentazione:

1 Verona, Festival Infinitamente, 17 marzo 2013 Caos-Cognizione-Coscienza F.Tito Arecchi Università di Firenze e INO-CNR, Firenze;

2 Stabilità dellequilibrio Pendolo diritto [stabile] Pendolo rovescio [instabile] X X Barca a vela

3 Dalla statica alla dinamica (Newton) DETERMINISMO-dato h[ ],si arriva a un d[ ] preciso Condizioni iniziali h (t=0) dati (d) = funzione (F) delle ipotesi di partenza (h) e del tempo (t); cioè: [Tempo crescente] Posizioni h e d nello spazio d=F(h,t)

4 Invece Poincaré nel 1890 mostrò il limite del determinismo post-newtoniano: instabilità non solo in statica, ma anche in dinamica

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6 Il nome Caos deterministico è attribuito al fatto che il modello matematico di un sistema fisico, anche se apparentemente semplice perché consiste di poche equazioni, non garantisce una soluzione che preveda il futuro remoto, in quanto linformazione si consuma al passare del tempo e va rimpiazzata da nuova informazione. Il tempo entro cui il grosso dellinformazione si perde dipende dal sistema: nel caso del sistema solare, esso è attorno al milione di anni (è perciò che il sistema solare ci appare stabile) ma nel caso degli impulsi elettrici (detti spikes) con cui i neuroni del cervello comunicano fra di loro, è solo 2 millesimi di secondo.

7 due tipi di caos: - caos geometrico, il punto rappresentativo di un evento si scosta da una traiettoria semplice ed esegue figure non prevedibili ( effetto farfalla dei modelli meteorologici) -caos temporale: una forma stereotipata (un impulso di forma fissa) si ripete a tempi imprevedibili ; detto caos omoclinico perché consiste nel ritorno di un punto alla stessa posizione ( come la lancetta dei secondi dellorologio che ritorna ogni minuto alle 12) ma se ne diparte con tempi non uguali luno allaltro.

8 Effetto farfalla in modello meteorologico

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12 Un vivente reagisce a stimolo sensorio con adeguata risposta motoria. In un animale con cervello, il codice dello stimolo [sequenza di spikes] viene confrontato con il codice di memorie pregresse e ne consegue una interpretazione in base a cui si reagisce, cioè una percezione. Occorre sincronizzare le spikes di folle di neuroni, perché si adeguino allo stesso codice (la sincronizzazione si raggiunge quando ad esempio una folla batte le mani allunisono). Ciò richiede un certo numero di millisecondi (qualche centinaio, fino a 1 secondo), ben oltre i 2 millisecondi entro cui il caos cancella linformazione di una spike. La sincronizzazione implica dunque un controllo del caos; senza di questo, saremmo condannati a non capire niente del mondo che ci circonda.

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16 Dinamica della coscienza: due scale temporali A)APPRENSIONE; t circa 1sec percezione coerente in grado di indurre reazione motoria; Procedura a repertorio finito, comune agli animali B) GIUDIZIO; t> 3 sec confronto linguistico fra il brano presente e la memoria del brano precedente; i due eventi sono codificati nello stesso linguaggio e sottoposti allo stesso giudice (coscienza di sé). Si sceglie il modello per Bayes inverso Procedura libera, creativa, solo umana

17 Mostriamo qui di seguito come noi non attribuiamo un senso alla singola parola, ma al contesto, cioè al confronto fra una parola e le vicine.

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20 Sequence of eye fixations (black circles) in looking at Nefertiti

21 Per umani, novità legata al linguaggio, per cui la coppia stimolo-memoria della percezione diventa la coppia 1° brano-2° brano di un testo linguistico (letterario, musicale ecc). Invece di risposta motoria giudizio = decisione sui significati del 2° brano in base ai significati del 1°. Lesplorazione dei significati del 1° brano, per scegliere quelli che più si conformino al 2°, corrisponde a prospettarsi diverse sequenze di spikes fino a scegliere quella che assicura la migliore sincronizzazione. Qui interviene un elemento nuovo, cioè la coscienza di se stessi : colui che sceglie il significato del 1° brano deve essere consapevole di essere lo stesso cui si presenta il 2°-

22 A1 B1 An A2 B2 Bn έλιξ, spira A B circolo Confronto tra A e B - Due tipi di ermeneutica: ripetitiva; creativa senza perdita di informazione rimpiazzo di informazione FONDAMENTALISMO DIALOGO SENZA FINE

23 Caverna di Lascaux : come la mente umana ha astratto i significati

24 Caverna Chauvet - Dipinti di anni

25 ADDENDA ( SE CE TEMPO)

26 P(d) ( BOTTOM-UP ) 1 sec P( d | h) ( TOP-DOWN) APPRENSIONE (Bayes diretto) Scelta di h* (ipotesi più plausibile) a partire da h ( ipotesi stimate), per azione congiunta di stimolo (bottom-up) e algoritmo interpretativo (top-down) Invece di aspetti precisi (con probabilità P=1), tutte le P sono numeri fra 0 e1; NB: P ( 1 | 2) vuol dire: prob. di 1 condizionata da 2 (stimate): ( più plausibile ; pilota reazione motoria) dati sensoriali memoria semantica P(h) P(h*)=P(d|h)P(h)/P(d)

27 condizione iniziale Prob. più plausibile h* Prob. stimate algoritmo dati misurati P(d |h) Colle di probabilità Spazio delle variabili Successive applicazioni di BAYES = scalata colle probabilità: Darwin; Sherlock Holmes

28 COMPLESSITA : non basta singolo colle di Bayes (singolo algoritmo, o piccole varianti attorno ad esso)

29 Bayes senza semiosi SIGNIFICATO complessità semantica complessità algoritmica (complicazione) creatività [esempio: teorema di Goedel ]

30 P(d) P(h*) 3 sec P( d | h) GIUDIZIO (Bayes inverso) Confronto fra d e h*, da cui emerge linterpretazione più adeguata Abbiamo attribuito un significato a d a partire da h* a-posteriori NON a-priori


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