Reprezentaţionism şi modelare dinamică

Reprezentaţionism şi modelare dinamică

 ©       (atentie! acest eseu este proprietate intelectuala proprie! )

 Introducere

Prezenta lucrare îşi propune să prezinte o problemă fundamentală în teoria computaţională a minţii: reprezentarea mentală. Abordarea reprezentaţionistă a dominat ştiinţa cogniţiei încă din anul 1950  şi a fost considerată cheia cercetărilor privind natura operaţiilor mentale. În primul rând, acest eseu îşi propune să expună asumpţiile generale ale viziunii tradiţionale despre reprezentări; raportat la alternativa propusă de Tim Van Gelder computaţionismului[1], eseul îşi propune să prezinte în paralel cele două tipuri de instrumente (guvernorul computaţional şi guvernorul centrifugal) care reprezintă soluţionarea aceleiaşi probleme (reglarea vitezei motorului sistemului) ; În al doilea rând, voi expune poziţia lui A. Markman şi E. Dietrich[2] cu privire la teoria sistemelor dinamice şi modalitatea în care vor alătura viziunii clasice despre reprezentare, teoriei sistemelor dinamice. Mai mult decât atât, voi arăta de ce Markman şi Dietrich susţin reprezentările statice şi discrete deşi Van Gelder le consideră unul dintre minusurile abordării reprezentaţioniste.

Asumpţiile generale ale reprezentaţionismului

Asumpţiile fundamentale ale abordării reprezentaţionale clasice susţin că “(1) reprezentările sunt stări mediatoare ale sistemelor inteligente ce transportă informaţia; (2) sistemele cognitive necesită unele reprezentări de durată; (3) sistemele cognitive conţin unele simboluri; (4) unele reprezentări conectate la sisteme perceptuale, dar altele sunt amodale; şi (5) multe funcţii cognitive pot fi modelate fără a ţine seama de senzorii particulari şi sistemele efectoare ale agentului cognitiv”[3]. Pentru ca prima asumpţie să fie valabilă trebuie îndeplinite patru condiţii: să existe o “lume” care reprezintă (reprezentările propriu-zise), o “lume” reprezentată ( informaţia reprezentată), să existe de asemenea o relaţie între cele două “lumi”.[4] În ultimul rând, trebuie să existe procese care folosesc informaţiile rezultate din “lumea” care reprezintă. Cea de-a doua asumpţie presupune ca agentul  să se folosească de propria experienţă, deoarece agentul are “stări interne care durează mai mult decât stările din lumea reprezentată”.[5] A treia asumpţie defineşte reprezentarea ca simbol  ce are două proprietăţi: relaţia simbolului cu lumea reprezentată este arbitrară, iar în al doilea rând simbolurile sunt reprezentări discrete. Următoarea asumpţie accentuează faptul că există diferite niveluri de abstracţie; nu toate conceptele corespund experienţei perceptuale, ci există concepte abstracte ( dreptate, adevăr) care trebuie interpretate. Ultima asumpţie presupune ideea că “unele modele cognitive nu trebuie corelate cu reprezentările perceptuale”[6].

Alternativa teoriei sistemelor dinamice şi critica lui Markman şi Dietrich

Articolul lui Van Gelder îşi propune să răspundă la întrebarea “Ce ar putea fi cogniţia dacă nu este computare într-o formă sau alta?”[7] Prezentând două invenţii ale revoluţiei industriale, Van Gelder propune teoria sistemelor dinamice atât ca metodă de explicare a proceselor cognitive cât şi ca alternativă la abordarea de tip computaţionist. Prima invenţie importantă a revoluţiei industriale este sistemul de angrenare pentru un motor rotativ proiectat de James Watt. Sursa de energie a acestui sistem trebuie să fie uniformă, să rămână constantă, prin urmare, viteza principalului volant nu trebuie să varieze. Viteza volantului urma să fie reglată automat la valoarea şi la timpul potrivit cu ajutorul unei supape de presiune. Dar cum urma să fie acţionată această supapă? Cu ajutorul unui nou instrument. Van Gelder prezintă de aici două soluţii: una este soluţia computaţionismului, alta este soluţia lui James Watt, implicit a teoriei sistemelor dinamice (guvernorul computaţional şi guvernorul centrifugal).

Guvernorul computaţional[8] a necesitat o împărţire a sarcinilor generale în subsarcini[9]. În primul rând, era necesară reglarea supapei de presiune doar dacă volantul nu funcţiona la viteza corectă.  Guvernorul se comportă astfel ca un computer deoarece respectă anumiţi algoritmi. De asemenea, fiecărei subsarcini îi corespunde câte o componentă fizică, deci sunt necesare alte instrumente care să comunice între ele. Guvernorul computaţional depinde în primul rând de reprezentare, dat fiind că fiecare operaţie are loc prin manipulare de simboluri. Guvernorul verifică mediul (viteza în t0) pentru a obţine reprezentări simbolice cu privire la viteza actuală a motorului, iar în cele din urmă execută alte operaţii din care rezultă o reprezentare de ieşire (ouput).  La rândul ei, această reprezentare, va pune în mişcare mecansmul de ajustare a supapei pentru a realiza schimbările necesare. Fiecare operaţie (subsarcină) depinde una de cealaltă, iar întregul sistem operează în manieră ciclică; mai mult decât atât, sistemul este homuncular dat fiind că s-a stabilit că sunt necesare alte componente fizice care să compună sistemul. Aceste componente comunică între ele prin transmiterea de mesaje, iar în cazul în care componentele nu comunică între ele prin manipularea de simboluri atunci nu pot comunica în niciun mod.[10] Lumea conceptuală a guvernorului computaţional e constituită de algoritmi şi de paradigma computerului. Prin urmare,  “înţelegem guvernorul ca pe un instrument ce execută anumite operaţii de bază, care secvenţiază operaţiile de bază; ca pe o corespondenţă direct între operaţiile de bază şi elementele algoritmului.” [11]

Van Gelder alege să expună soluţia lui James Watt pentru a arăta că două sisteme (reprezentaţional, nonreprezentaţional) diferite pot rezolva aceeaşi problemă. Watt a adaptat propria invenţie tehnologiei morilor de vânt. Soluţia a constat într-un ax vertical agrenat la principalul volant. De ax, au fost ataşate două braţe, iar la capătul fiecărui braţ a fost ataşată câte o bilă de metal. Când axul era acţionat, forţa centrifugală ridica bilele. Mişcarea braţului era conectată direct la supapa de presiune. Cu cât viteza principalului volant creştea, braţele se ridicau, închinzând supapa. Cu cât viteza volantului scădea, braţele coborau permiţând presiunii aburului să crească. Astfel, motorul ajunge la o viteză fără variaţii. Unghiul braţelor şi viteza motorului interacţionează, dar nu în mod reprezentaţional, prin urmare, “sistemele dinamice nu constau în simboluri discrete.”[12] Guvernorul are o natură noncomputaţională, deci nu există nici secvenţialitate. Mai mult decât atât, chiar dacă se observă un fel de corelaţie între unghiul braţelor şi viteza motorului nu înseamnă că este o relaţie de reprezentare, ci mai degrabă o relaţie de codeterminare între acestea. Input-ul (axul) şi output-ul (conexiunea la supapa de presiune) au loc în mod continuu, nu secvenţial. De asemenea timpul este esenţial în ceea ce priveşte funcţionarea guvernorului centrifugal deoarece guvernorul funcţionează în timp real, iar aspectele cheie ale sistemelor dinamice sunt schimbarea continuă a valorilor variabilelor , iar această schimbare apare în mod continuu în timp.[13] Diferenţa dintre guvernorul computaţional şi cel centrifugal apare şi la acest nivel, dat fiind că, “sistemele dinamice asumă că reprezentările sunt blocate (time-locked) de informaţiile din lumea reprezentată.”[14]  O proprietate importantă a guvernorului centrifugal este non-homuncularitatea; guvernorul nu interacţionează prin comunicare de mesaje ci prin interacţiunea organizată a acelor părţi. În aceeaşi măsură trebuie amintită relaţia de cuplare dintre unghiul braţelor şi viteza motorului, deoarece dat fiind că cele două sunt codeterminabile, în cazul în care se schimbă un parametru al sistemului dinamic, se schimbă întreaga dinamică a sistemului. Oricum, întregul sistem ajunge la un aşa numit “attractor point”, ceea ce înseamnă că viteza motorului şi unghiul braţelor rămân în parametrii doriţi.

Teoria sistemelor dinamice  operează cu conceptele matematicii abstracte ( ecuaţii diferenţiale de ordinul al II-lea) care studiază sistemele abstracte, iar modelarea dinamică este parte a matematicii aplicate care descrie schimbările din lumea reală tot prin intermediul ecuaţiilor. Guvernorul centrifugal este exemplul care atinge şi scopul lui Van Gelder: de a arăta că “modelele de gândire nu rezultă din natura însăşi a gândirii ci din echipamentul conceptual”[15]

 Chiar dacă guvernorul centrifugal se vrea a fi soluţia preferabilă guvernorului computaţional, Markman şi Dietrich consideră că alternativa sistemelor dinamice cât şi celelalte abordări alternative[16] şi-au îndreptat critica spre “nivelul de jos” (low-level) al proceselor perceptuale şi au eşuat în abordarea “nivelului de sus” (high-level), al acestor procese. Chiar dacă teoria sistemelor dinamice susţine că “schimbarea continuă în relaţie cu schimbările din mediul înconjurător”[17] elimină reprezentările, totuşi există exemple care arată cum un agent cognitiv poate să reprezinte trecutul pentru a fi capabil să facă justificări.[18]  În aceeaşi măsură, teoria sistemelor dinamice susţine că stările reprezentaţionale continue sunt importante, dar cu toate acestea multe procese cognitive necesită reprezentări statice şi discrete[19]. În acest punct, Markman şi Dietrich îmbină reprezentările discrete cu reprezentările continue şi dau drept exemplu “abilitatea oamenilor de a reprezenta relatii spaţiale în limbaj care sugerează că trebuie să existe componente discrete care durează dincolo de stimulările senzoriale particulare”[20].

Markman şi Dietrich susţin că în măsura în care încă nu există contraargumente solide în privinţa eliminării viziunii clasice cu privire la reprezentare, atunci, nu trebuie înlocuită cu alternative ci trebuie extinsă prin relaţionare cu aceste posibile alternative pentru că asumpţiile clasice ale reprezentaţionismului sunt viabile.

Bibliografie:

MARKMAN, Arthur; DIETRICH, Erich. 2000. “Extending the classical view of representation”. Trends in Cognitive Sciences – Vol. 4, No.12.  

VAN GELDER, Tim. 1995.“What cognition might be if not computation?”.The Journal of Philosophy, VOLUME XCI, NO. 7, JULY.

 PITT, David. “Mental representations”. Stanford encyclopedia of philosophy.

---

[1] În articolul, “What cognition might be if not computation?”, The Journal of Philosophy, VOLUME XCI, NO. 7, JULY 1995

[2]  În articolul “Extending the classical view of representation”, Trends in Cognitive Sciences – Vol. 4, No.12, December 2000

[3]  Markman, Dietrich 2000, 471

[4]  Această relaţie de reprezentare are rolul de a determina cum elementele “lumii” care reprezintă înlocuiesc elementele “lumii” reprezentate; la acest nivel este vorba de relaţia de comunicare despre care aminteşte Van Gelder în studiul său, “What cognition might be if not computation?”.

[5]  Markman, Dietrich 2000, 471

[6]  Idem

[7]  Van Gelder 1995, 346

[8]  Guvernorul urmează asumpţiile prezentate mai sus.

[9]  Prima subsarcina:măsurarea vitezei volantului; a doua subsarcină: calcularea diferenţei dintre viteza actuală şi viteza dorită (dacă nu există diferenţă între cele două viteze nu este nevoie de nicio schimbare şi se revine la prima subsarcină; a treia subsarcină: dacă valorile celor două viteze diferă, atunci trebuie să se calculeze cât trebuie ajustată supapa; a patra subsarcină constă în ajustarea presiunii.  Apoi se revine la prima subsarcină.

[10]  Reprezentarea, computarea, secvenţialitatea, operaţia ciclică şi homuncularitatea sunt proprietăţi interdependente ale sistemului.

[11]  Van Gelder 1995, 355

[12] Markman, Dietrich 2000, 473

[13]  Idem

[14] Idem

[15]  Van Gelder 1995, 358

[16]  “perceptual symbol systems”, “situated action”, “embodied cognition”.

[17]  Markman, Dietrich 2000, 474

[18]  idem

[19]  În această viziune există şapte motive care justifică reprezentările discrete: “pentru discriminarea stărilor în lumea reprezentată, pentru accesarea proprietăţilor specifice ale reprezentărilor, pentru combinarea reprezentărilor, pentru structura combinatorică a sistemelor cognitive, pentru rolul funcţional în rândul conceptelor, pentru că au concept abstracte şi pentru că au reprezentări non-nomice”. În Cursul nr. 9, Filosofia minţii şi a ştiinţei cogniţiei, Reprezentări.

[20] Markman, Dietrich 2000, 474