Come funziona la cognizione Proposte per i principi della cognizione e per gli strumenti che consentono di esprimerli

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Come funziona la cognizione Proposte per i principi della cognizione e per gli strumenti che consentono di esprimerli
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  Devis Pantano. Come funziona la cognizione. DRAFT Marzo 2016 1 Come funziona la cognizione Proposte per i principi della cognizione e per gli strumenti che consentono di esprimerli Devis Pantano * Draft Versione Marzo 2016 Presentazione Le idee esposte in questa monografia sono parte di un lavoro di riflessione ed analisi che mi ha richiesto quasi tre decenni. Le propongo ora alla comunità scientifica per una valutazione obiettiva. Ritengo di avere ottenuto risultati significativi sui fondamenti dei processi cognitivi. Uno dei risultati che emerge da questo lavoro è che il motivo per il quale ancora non sappiamo come funziona la cognizione non dipende dall’eccessiva complessità dei fenomeni coinvolti , ma dal fatto che sono mancati gli strumenti concettuali e metodologici corretti per affrontare il proble ma. È un po’ come se si cercasse di edificare la fisica senza il concetto di numero, o se si cercasse di comprendere l’srcine delle specie senza aver compreso il meccanismo di selezione naturale. Credo che alcuni dei concetti che sono utilizzati nella fon dazione della logica e dell’informatica teorica non siano del tutto corretti, ma siano anzi in parte fuorvianti poiché inducono a sviluppare dei modelli mentali che, se pur funzionali per molti compiti, impediscono di cogliere nella corretta prospettiva alcuni aspetti essenziali dei fenomeni cognitivi. Sono riuscito a formulare alcuni strumenti che si sono dimostrati particolarmente efficaci. Grazie ad essi mi è stato possibile identificare alcuni principi generali che appaiono governare la totalità dei processi cognitivi. Con questi principi sono riuscito a descrivere un modello potenzialmente completo di sistema cognitivo. Combinando questi modelli e i recenti risultati ottenuti nel *  Per commenti, critiche ed informazioni mi si può contattare al seguente indirizzo: devis.pantano@unipd.it  Devis Pantano. Come funziona la cognizione. DRAFT Marzo 2016 2 campo dell’apprendimento automatico (deep -learning) mi è stato possibile stendere il progetto per la realizzazione di un sistema di intelligenza artificiale. Le spiegazioni che propongo possiedono i requisiti dell’approccio razionale riduzionista. Non sto esponendo una teoria filosofica che si basa solo su qualche intuizione. Non demando a concetti e a spiegazioni che non siano ben descrivibili nel dettaglio in termini computazionali. Tutti i processi che descrivo o ai quali faccio riferimento appaiono riproducibili con metodi noti. Le idee esposte sono globalmente molto promettenti; tuttavia so per esperienza che spesso gli errori si nascondono nei dettagli e non posso escludere di averne commessi. Quelle che qui propongo sono, almeno per ora, solo delle proposte teoriche. Devo anticipare che scrivere libri sicuramente non è il mio mestiere. Chiedo quindi al lettore di portare pazienza se in alcuni punti la lettura non è scorrevole. Per un’introduzione generale si veda il primo capitolo.  Copyright © 2014 Devis Pantano All rights reserved.  Devis Pantano. Come funziona la cognizione. DRAFT Marzo 2016 3 Sommario 1   Capitolo introduttivo .................................................................................................. 9 1.1 È un problema di strumenti? ....................................................................... 9 1.2 Come illustrare le idee contenute in questo lavoro?................................. 11 1.3 Alcune prime anticipazioni di alcuni dei punti salienti............................. 12 1.4  E’ possibile ide ntificare dei principi generali per la cognizione? ............ 16 1.5 Alcune prime anticipazioni sui principi fondamentali della cognizione ... 18 1.6 Primo principio: i limiti fondamentali del conoscibile e il concetto di struttura ..................................................................................................... 22 1.7 Secondo principio: cosa sono le regole .................................................... 28 1.8 Terzo principio: criterio di emergenza ..................................................... 33 1.9 Un primo sguardo all’interno di un sistema cognitivo  ............................. 38 1.10 Simulare il mondo in modo davvero efficace: la necessità di stratificare rappresentazioni esplicite ......................................................................... 41 1.11 Alcuni concetti sulla forma delle regole emergenti .................................. 46 1.12 Cosa avviene all’interno del ciclo percezione -azione?............................. 52 1.12.1  Alcuni punti sull’analisi di struttura  ..................................................... 54 1.12.2 Sulla rappresentazione delle azioni ...................................................... 57 1.12.3 I simboli (e i soggetti) percettivi ........................................................... 59 1.12.4 Le situazioni desiderabili e indesiderabili ............................................ 60 1.12.5  In cosa consistono e come s’implementano le reti suggeritrici  ............ 61 1.12.6  L’apprendimento com e via per concretizzare il tutto .......................... 62 1.12.7 Alcuni punti su come si possono identificare alcune classi di regole .. 65 1.13 Alcuni  punti su come costruire e “addestrare” un sistema artificiale  ..... 68 1.14 Sulla struttura di questo lavoro ................................................................ 70  2    Esistono valide alternative alle rappresentazioni simboliche? ............................... 73 2.1 Introduzione .............................................................................................. 73 2.2 Come possiamo comunicare? ................................................................... 73 2.3 Un’alternativa ai simboli  .......................................................................... 76 2.4 Le rappresentazioni costrutturate e le simulazioni ................................... 76 2.5 Sui limiti fondamentali del conoscibile ..................................................... 80 2.6 Prima congettura di riferimento ............................................................... 80 2.7 Alcune note di approfondimento ............................................................... 81 2.8  Alcuni note tecniche sull’uso dei simboli  .................................................. 82  Devis Pantano. Come funziona la cognizione. DRAFT Marzo 2016 4  3   Strutture di prima specie. Operazioni fondamentali sulle strutture. Schemi ........ 87 3.1 Introduzione .............................................................................................. 87 3.2 Una possibile metodologia per rappresentare strutture di prima specie . 89 3.2.1  L’insieme delle parti  ............................................................................. 92 3.2.2  Il “sistema di distinguibilità interna” tra le parti  ................................ 93 3.2.3  Primi punti sul “complesso delle relazioni esterne”  ............................ 94 3.3 Strutture derivate ...................................................................................... 96 3.4 Le principali operazioni di derivazione strutturale .................................. 96 3.4.1 Le porzioni di struttura ......................................................................... 96 3.4.2 Le strutture quozienti ............................................................................ 97 3.4.3 Operazioni di morfismo ........................................................................ 99 3.5 Ancora sul problema del confronto......................................................... 101 3.6 Proprietà e relazioni strutturali non autonome ...................................... 101 3.7 Indistinguibilità per scambio di elementi strutturali corrispondenti ...... 102 3.8 Qualche nota di approfondimento sui grafi ............................................ 103 3.9 Sulle proprietà e relazioni strutturali emergenti dopo le operazioni di quoziente ................................................................................................. 104 3.10 Sulle strutture usate in fisica ................................................................... 107 3.9 Due congetture interessanti .................................................................... 107 3.10 Operazioni di computo fondamentali e strutture di seconda specie: gli schemi...................................................................................................... 109 3.10.1 Funzione di memoria .......................................................................... 110 3.10.2 Operazione di confronto ..................................................................... 110 3.10.3 Operazione di movimento lungo una struttura (di trasporto di informazione) ...................................................................................... 110 3.10.4 Operazione di copia di elementi strutturali ........................................ 110 3.10.5 Operazione di associazione simbolica funzionale .............................. 111 3.11 Coincidenza tra operazioni ..................................................................... 111 3.12 Gli elementi base del computo strutturale .............................................. 111 3.13 Strutture di seconda specie ..................................................................... 112 3.14 Concetto di schema ( o schema procedurale) ......................................... 112 3.15 Alcune riflessioni sul concetto di struttura di seconda specie ................ 113 3.16 I simboli sono memorizzabili? ................................................................ 114 3.17 Concetto di sistema di computo strutturale ............................................ 115 3.18 Concetto di operatore generalizzato ....................................................... 116 3.19 Congruenza della teoria strutturale proposta con i principali oggetti matematici ............................................................................................... 117 3.19.1 Numeri naturali nella teoria delle strutture finite ............................... 117 3.19.2 Numeri reali ........................................................................................ 117 3.19.3 Il passaggio al continuo ...................................................................... 118 3.19.4 Le principali operazioni aritmetiche come operazioni su strutture .... 118 3.19.5 Concetto di struttura continua ............................................................ 119 3.19.6 Operatori diff  erenziali ottenuti tramite il “passaggio al limite” di operatori discreti................................................................................. 119  Devis Pantano. Come funziona la cognizione. DRAFT Marzo 2016 5  4   Seconda congettura di riferimento. Definizione del concetto di regola ............... 121  4.1 Introduzione ............................................................................................ 121 4.2  L’importanza delle regole  ....................................................................... 122 4.3 Seconda congettura di riferimento .......................................................... 123 4.4 Concetto di regola e concetto di regolarità ............................................ 126  5    Il fenomeno delle strutture emergenti. Strutture, schemi e logiche emergenti. .. 131  5.1 Introduzione. ........................................................................................... 131 5.2 Interdipendenza funzionale tra strutture, criterio di emergenza ............ 133 5.3 Un criterio di emergenza di validità meno ampia .................................. 135 5.4 Alcuni punti importanti sulle strutture emergenti ................................... 136 5.5 Sul concetto di proprietà strutturale non autonoma ............................... 136 5.6 Fenomeno delle regole e delle logiche emergenti ................................... 138 5.7 Oggettività dei fenomeni di emergenza ................................................... 139 5.8 Concetto di Analisi di struttura. .............................................................. 140 5.9 Strutture emergenti macroscopiche ........................................................ 141 5.10 Rendere esplicite le strutture: il principio di convergenza delle verifiche ... ................................................................................................................. 142 5.11 Ancora sul problema del confronto tra strutture .................................... 143 5.12 Un altro esempio ..................................................................................... 147 5.13 Analisi di struttura e riconoscimento ...................................................... 151 5.14 Reti neurali e analisi di struttura ............................................................ 153 5.15 Separazione dal contesto sulla base delle “irregolarità interne”. Concetto di contenuto informativo interno ............................................................. 158 5.16 Alcune idee sulla visione ......................................................................... 159 5.17 Le strutture derivate non bastano ........................................................... 166 6     Esplicitazioni d’informazione complessa: i soggetti della percezione  ................. 169 6.1 Introduzione ............................................................................................ 169 6.2 Sulla terminologia ................................................................................... 172 6.3 Un primo approccio intuitivo .................................................................. 173 6.4 Approccio funzionale .............................................................................. 173 6.5 Alcune proprietà dei simboli e dei soggetti percettivi ............................ 174 6.6 Ordinamento gerarchico dei simboli percettivi ...................................... 175 6.7 Dalle rappresentazioni strutturali ai concetti ......................................... 176 6.8 Insiemi strutturati di simboli percettivi ................................................... 179 6.9 Non è un espediente ................................................................................ 180 6.10 Sui concetti di feature e di pattern recognition ....................................... 181 6.11 Codificare soggetti di livello superiore................................................... 183
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