Riassunto esame Psicologia generale, prof. Adenzato, libro consigliato Il metodo della scienza cognitiva, Bara

IL METODO DELLA SCIENZA COGNITIVA

1) Che cos’è la scienza cognitiva?

L’insieme delle discipline che s’interessano allo studio della mente umana (ottagono cognitivo.)

1. Filosofia: natura della conoscenza rapporto mente-corpo. Stesse questioni della scienza cognitiva.

Due esponenti:

 Cartesio: corpo umano costruito su un modello di macchina (corpo e mente.)

 La Mettrie e la rivoluzione francese: modello di uomo in cui siano comprese le regole del

suo funzionamento. Mente e corpo sono indagabili. Miglioramento della condizione

umana.

2. Cibernetica: prefigura la scienza cognitiva e l’intelligenza artificiale. Estende l’uso dei calcolatori ad

ambiti lontani. Esponenti:

 Babbage: la macchina general purpose diventa programmabile con diversi obiettivi. È

analitica simile ai computer

 Boole: leggi del pensiero su cui si fondano le teorie matematiche della logica e della

probabilità. Favorisce la sintassi logica alla semantica.

 Wiener: primo convegno di cibernetica con comune il principio di retroazione (feedback)

che può essere o feedback positivo (termostato) o negativo. L’uomo sopravvive grazie ai

circuiti retroattivi fisiologici e neurali che mantengono l’omeostasi (salute). Con il concetto

di feedback si può parlare di scopo, nelle macchine imposto dall’esterno hanno

intenzionalità come se, ma rimane esterna imposta dal programmatore; alcune son dotate

di organi di senso e di percezione e di circuiti che trasmettono le informazioni. Sono

ipotizzati principi validi sia per l’uomo che per la macchina.

 Shannon e Weaner: teoria dell’informazione misurare quantitativamente l’info attraverso

il concetto di quantità massima d’info tramite un canale dato (si parla di quantità e non

qualità poiché la qualità non è misurabile.) perché ci sia l’info bisogna dare origine a una

variazione di segnale (si o no), l’unità è il bit (quantità di info necessarie per discriminare fra

2 alternative equiprobabili). Shannon ricorre alla teoria della probabilità per misurare il

diverso valore informativo (entropia). Il valore informativo cambia in base al tipo di

messaggio (prime lettere= il valore poi decresce quando la parola diventa prevedibile).

Critiche alla cibernetica:

 Applicazione a diversi campi

 Omeostasi e autoperturbazione (uomo e ambiente sono in equilibrio dinamico.)

 Informazioni quantitative

3. Psicologia:

 Muller, Galater, Pribram: unità tote: comportamento= processo organizzato a più livelli i

quali vanno indagati per poterne comprendere il significato. Il piano è rappresentato come

un processo gerarchico che controlla l’ordine con cui sono eseguite le operazioni.

 Burner: concetti e categorie. Esperimenti sulla percezione del dollaro.

Il tema principale riguarda il processo di comprensione dei concetti e come si formino e

applicano le strategie utili ad apprendere nuovi concetti. Prototipi basati sui concetti di

Burner (ripresi dalla simulazione cognitiva) hanno come problema la composizionalità,

produttività e sistematicità.

L’uomo come elaboratore d’informazioni (psicologia cognitiva) ha 2 punti deboli:

o Considerare ogni attività come una manipolazione di simboli

o Rettificazione dell’informazione (simile a quella della cibernetica)

1977 nascita “cognitive science” pubblicato da Neisser, metodologia comune (quella simulativa), sviluppo

attraverso fattori che lo consentono come l’introduzione dei personal computer. Cambiamenti sociali

prodotti dall’informatica. Svolta delle neuroscienze attraverso un collegamento tra area celebrale lesa-

deficit funzionale. Oggi viene usato l’f MRI

2) INTELLIGENZA ARTIFICIALE getta un ponte tra discipline che altrimenti rimarrebbero, slegate

attraverso la metafora computazionale.

 Informatica: costruzione di calcolatori e delle teorie collegate al loro sviluppo e utilizzo. (es.

AI)

 Computer: macchina costruita per fare operazioni matematiche e logiche.

I calcolatori più diffusi sono quelli digitali (contrapposto ad analogico) ad architettura sequenziale

(alternativa all’architettura parallela.)

Distinzione importante tra hardware e software.

Linguaggi di programmazione: i programmi sono scritti utilizzando gli appositi linguaggi di programmazione

ovvero Serie di simboli e di regole che fungono da tramite per arrivare al linguaggio macchina che innesca

una successione di operazioni nell’hardware che possono essere:

 Basso livello: singola istruzione comprende alcune operazioni da seguire

 Livello elevato: inglobano simboli che rimandano a una serie d’istruzioni complesse.

È il linguaggio stesso ad occuparsi della traduzione da istruzioni ad alto livello a linguaggio macchine. I

linguaggi possono essere:

 Imperativi (basic)

 Logici (prolog)

 Funzionali (lisp)

 A oggetti (java)

Calcolatore universale: concetto astratto utile a comprendere la filosofia di fondo della teoria

computazionale.

Turing: automa alimentato da un nastro illuminato che contiene i simboli i quali costituiscono i dati in

entrata. La memoria. I dati in uscita. Svolge tre funzioni sotto il controllo di un organo chiamato la testina di

lettura/scrittura. È una macchina a stati finiti.

Due conclusioni:

 Equivalenza dei dati del computer che sono sempre riconoscibili alla procedura di un calcolatore

universale.

 Non si può provare a priori che qualsiasi problema è risolvibile attraverso procedure di calcolo: non

tutte le funzioni sono computabili.

Intelligenza artificiale dura riproduce i risultati che l’uomo è capace di ottenere in aree come risoluzioni di

problemi o giochi come la dama e gli scacchi. Il gioco dell’imitazione serve per chiarire le differenze tra

intelligenza artificiale dura e quella morbida. I risultati ottenuti dal computer non devono essere

indistinguibili de quelli umani ma migliori. Due problemi:

 Pratico: impossibilità della macchina di rispondere a qualunque domanda.

 Metodologico: anche se le risposte sono sufficienti nell’AI dura, non vale lo stesso con l’AI morbida.

3) Studio della mente (mente calda)

Non è possibile osservare direttamente i processi mentali. L’informatica produce lo strumento.

L’intelligenza artificiale da origine alle procedure:

 Permette il criterio operativo essenziale: riprodurre l’oggetto osservato.

 Applicato all’area del mentale

La soluzione comportamentista e introspezionista sono deboli e sbagliate.

Criterio epistemologico: distingue la scienza dagli altri modi di acquisire conoscenza.

Epistemologia operazionista: abbandona l’osservabilità per basarsi sul riproducibile. Dall’operazionismo

deriva una metodologia operativa: ricondurre ogni attività alle operazioni che la sottendono. Definizione

operativa idi qualsiasi cosa consiste in una serie di criteri utili a riprodurla:

 Intersoggettività

 Ripetibilità

 Considerare una variabile per volta per garantirne il controllo.

Modularità della mente (fodor): il problema dell’analisi della mente è quello della sua scomponibilità in

facoltà così da permettere di indagare la mente in parti distinte. Il modulo cognitivo si basa su 5 punti:

 È specifico di un dominio

 È specificato in modo innato

 Architettura: implementazione neuronale

 Realizzato in neuroni specifici localizzati in strutture.

 È computazionalmente autonomo

Due scelte:

 Effettuare semplificazioni inaccettabili

 Assumere come oggetto di studio l’intera mente.

Soluzione: lavorare su fenomeni mentali specifici come se fossero modulari ma nella consapevolezza che

non lo sono.

Il funzionamento della mente

Macchina ad architettura parallela porta a cambiamenti significativi nel campo della simulazione se prende

in considerazione la microcognizione. Tendono a riprodurre alcune caratteristiche del cervello. A Ogni

neurone dovrebbe corrispondere un processore indipendente collegato ad altri processori (stessi principi

che collegano i neuroni del cervello umano). Non porta a cambiamenti se si parla di macrocognizione

poiché si occupa di processi complessi il cui livello di analisi non è basato su una singola unità di

elaborazione. Analisi e simulazione sono interessate al funzionamento globale della mente. I neuroni non

sono separabili in pezzi.

Studio evolutivo della mente

Per impostarlo occorre partire dalla simulazione di un sistema neonato completo per farlo evolvere e

differenziare verso la complessità della mente adulta. La strategia da utilizzare è quella di considerare la

mente come un sistema statico. Cercare la spiegazione di un comportamento adulto nella vita passata della

persona è utile per prevedere il futuro ma non è sufficiente per dire come si è giunti a quello stato. Lo

sviluppo di ogni funzione mentale si basa su una serie di abilità determinate che si potenziano grazie ai

processi di maturazione e apprendimento. La mente del bambino è una versione imperfetta di quella

adulta. Il bambino deve essere considerato come un organismo integrato nel suo ambiente.

Architettura della mente

Disegno e organizzazione della mente fornisce un quadro generale delle funzioni e delle loro capacità.

Architettura cognitiva: struttura fissa che elabora i dati secondo regole del macchinario di elaborazione.

Non è detto che sia immutabile.

Teorie sull’architettura:

 Centralizzata: formata da un cuore cognitivo e una periferia non cognitiva modulare.

Metafora: mela circondata da spicchi d’arancia.

Questo porta all’idea che la conoscenza rappresentata in modo unitario sta al programma decidere

se rappresentarla come insieme di strutture simboliche e procedure o come attivazione di reti

connessioniste dove deve essere sempre disponibile per qualsiasi processo. Ciò che è centralizzato

sono le funzioni in stretto rapporto l’una con l’altra.

Mela: processi centrali

Arancia: apparati sensoriali ed effettoriali deputati all’analisi dell’input e dell’output

 Distribuita: la cognizione non ha sede propria ma è il risultato del sistema nella sua globalità. I

sottoinsiemi sono autonomi e si occupano di specifiche funzioni. Cognizione: interazione tra tutti i

sottoinsiemi.

Simulare la mente

Un determinato fenomeno mentale è riprodotto da un programma di calcolo a livello dettagliato ovvero

deve dichiarare a quale livello, si pone poiché lo stesso fenomeno può essere studiato in termini di

strutture sociali, neurofisiologiche.

Criteri di accettabilità di un modello di simulazione: approccio competenziale (Chomsky). Competenza=

insieme delle capacità astratte di un sistema indipendentemente da come vengono utilizzate.

In termini linguistici: competenza= strutture che rendono possibile la comprensione e la generazione di

frasi.

Antinomica è la prestazione intesa come insieme delle abilità effettive mostrate da un sistema in azione (il

suo comportamento), è più difficile perché vicina all’irraggiungibile.

Simulazione completa: essa varia a seconda delle differenze individuali. Esse sono troppe perché vengano

dominate.

Modello di simulazione: rientra più in un’ottica di prestazione che di competenza. È la costruzione di

programmi dinamici che procedono verso la prestazione. È l’insieme delle capacità astratte di un sistema,

vincolate da tutte le conoscenze già acquisite utilizzabili (conoscenze finite perché la mente è finita). Si

parte dalla competenza per giungere alla prestazione. Questione quantitativa: è rilevante l’intenzione del

teorico (cosa vuole fare?)in sintonia con l’interdisciplinarità della scienza cognitiva poiché i vincoli evitano

sia la modularità che i confini interdisciplinari.

4) La conoscenza

LA RAPPRESENTAZIONE DELLA CONOSCENZA

In primis occorre distinguere fra conoscenza tacita (“saper come”, procedurale) e conoscenza esplicita (“sa-

per cosa”, dichiarativa ed esprimibile con le parole). A seconda del tipo di conoscenza esistono alcuni mo-

delli esplicativi.

Parte della conoscenza, soprattutto esplicita, è definibile tramite il concetto: esso rappresenta un insieme

di proprietà associato ad una classe di elementi. Raggruppandole, consente di mantenere in memoria le

informazioni salienti che, composte in unità più semplici, possono essere manipolate (principio di economia

cognitiva).

- Kosslyn sostiene che in memoria esistono immagini mentali, cioè rappresentazioni prototipiche di un

certo oggetto della realtà usate per rappresentare la conoscenza dichiarativa. Esse conservano tutte le ca-

ratteristiche salienti di quell’oggetto, indispensabili per diminuire il numero delle info presenti in memoria,

e servono a risolvere problemi/rispondere a domande.

Il più famoso esperimento sul tema (Cooper e Shepard) aveva dimostrato l’utilità delle immagini mentali

nella risoluzione di compiti. Ai soggetti era chiesto, data una coppia d’immagini, di guardare quella a sini-

stra, poi coperta, e poi era chiesto se fosse simile a quella di destra. Questo si ripeteva con un tot di coppie

di figure; i risultati mostravano che quanto più la figura di dx era ruotata rispetto a quella di sx, tanto più

era maggiore il tempo impiegato per dare una risposta. Dunque, tendiamo a usare le immagini mentali,

perché

dotate di senso, per risolvere i problemi.

- Pylyshin propose una soluzione alternativa, secondo la quale le immagini mentali non sono una forma di

rappresentazione della conoscenza, immagazzinata invece sotto forma di proposizioni.

Sostiene questo perché di solito le persone impiegano più tempo a rispondere nel caso di immagini ambi-

gue (ad esempio che mostrano due animali contemporaneamente, e si vede l’uno o l’altro a seconda dei

dettagli su cui ci si concentra) quando non hanno le immagini sotto gli occhi. Dunque, se le persone davvero

usassero le immagini mentali per risolvere problemi, non dovrebbero esserci differenze e invece ci sono)

tra quando si guarda una figura e quando si rappresenta mentalmente; invece, le persone impiegano più

tempo nel caso in cui

debbano rappresentarsele perché hanno a disposizione in memoria informazioni verbali.

- L’esperimento che aveva aperto il dibattito tra le ipotesi di K. e di P. aveva dimostrato che il tempo impie-

gato a scansionare un’immagine mentale è lo stesso che s’impiega facendo la scansione di un’immagine

reale (la misurazione era stata fatta dopo che ai soggetti erano state formate una serie di figure, es. un

campanile, con le quali si potevano formare immagini mentali. K. elaborò poi un esperimento finale che di-

mostrasse che le persone usano immagini mentali: dati più segmenti della stessa misura, sopra ciascuno dei

quali vi sono scritte alcune lettere (lo stesso numero su ciascun segmento) a una distanza via via sempre più

ravvicinata, era stato chiesto ai soggetti prima di immaginare e poi di descrivere le lettere in progressione.

I risultati mostrarono che tanto più una lettera è distanziata da un’altra tanto più il tempo di risposta au-

menta. In questo modo, l’ipotesi di P. è smentita perché ogni stimolo/segmento contiene la stessa quantità

d’informazione.

- I limiti delle immagini mentali stanno nella loro staticità, poiché fanno riferimento a rappresentazioni pro-

totipiche, e il fatto che sono poco adatte a rappresentare conoscenze più specifiche e/o più complesse.

- Un modello simile ma più utile di rappresentazione della conoscenza è quello del modello mentale, che

raffigura un particolare stato del mondo (ad esempio non un aereo, che sarebbe un’immagine mentale, ma

un aereo in fase di decollo, o un gatto ma un gatto che miagola ecc.)

Il modello mentale è:

1) computabile: implementabile e riproducibile tramite calcolatore

2) finito

3) costruibile in unità più complesse

4) isomorfo: corrispondenza tra elementi che voglio rappresentare ed elementi

rappresentati

5) incassabile: si possono incastrare più elementi fra loro

Durante un esperimento, era stato chiesto ai soggetti di formarsi una rappresentazione spaziale sulla base

di descrizioni specifiche, e una su descrizioni indeterminate; nel primo caso essi ricordavano più informa-

zioni rispetto a quelle fornite dalle istruzioni, invece nel secondo caso non erano in grado di formarsi un

modello mentale perché mancano info sufficientemente precise.

Anche i soggetti non vedenti sono capaci di formarsi modelli mentali, e questo prova della loro esistenza;

ovviamente lo fanno in un’altra modalità che non sia quella visiva, ad esempio quella tattile o uditiva,

quindi senza alcuna caratteristica pittorica delle immagini mentali.

- Minsky concettualizza il frame, una struttura per rappresentare forme stereotipate di conoscenza. Ci sono

tre tipi d’info assegnate a ciascun frame: come usare il frame, cosa aspettarsi che accada in futuro e cosa

fare se le aspettative non sono confermate. I frame hanno diversi livelli, quelli più alti sono fissi e quelli più

bassi contengono info specifiche su una situazione; ad ogni livello sono assegnate delle info in modo auto-

matico, a meno che non venga assegnato un valore differente e specifico per una certa circostanza.

Il frame aiuta dunque a organizzare la conoscenza in termini gerarchici, ed è usato per riprodurre su calco-

latore il modo in cui le persone rispondono quando si trovano di fronte a certe situazioni e devono rispon-

dere a delle domande. In questo è simile allo script, usato per simulare come le persone rappresentino la

loro conoscenza sul mondo e la impieghino quando si trovano in situazioni tipiche e stereotipiche (es.

quando si va al ristorante).

- Per superare l’eccessiva rigidità dello scr