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domenica 23 gennaio 2011

Hofstadter, il carambio e gli anelli nella mente (1ª Parte)

Eravamo arrivati alla descrizione delle principali correnti filosofiche rispetto al problema della sovradeterminazione causale della mente parlando di Douglas Hofstadter e del suo emergentismo.
Il libro a cui farò riferimento è "Anelli dell'Io. Cosa c'è al cuore della coscienza?" (2007) in cui Hofstadter ha espresso direi più che compiutamente la sua concezione del sistema cervello-mente con il ricorso originale e frequente alla metafora ed all'analogia, che consente anche ad un lettore non esperto di poter comprendere il suo modello della coscienza.

Copertina del libro "Anelli nell'Io" (2007) di Douglas Hofstadter
Una domanda cruciale che Hofstadter si pone all'inizio del libro e che si riallaccia al fondamentale problema della causalità mentale riprende l'interrogativo del neuroscienziato americano Roger Sperry (anche lui emergentista e del quale Hofstadter si dichiara da subito un grande estimatore) che nel saggio "Mind, Brain and Humanist Values" (1965) dice:
"Nel mio ipotetico modello di cervello, la consapevolezza cosciente stessa viene rappresentata come un agente causale molto reale e merita un posto importante nella sequenza causale e nella catena di controllo degli eventi cerebrali, nei quali si manifesta come una forza attiva, operante... Per dirla in modo molto più semplice, tutto si riduce alla questione di chi è che comanda chi di qua e di là nella popolazione di forze causali che occupano il cranio. Si tratta, in altre parole, di mettere in chiaro l'ordine gerarchico nel gruppo dei vari agenti di controllo intracraniali. Esiste all'interno del cranio un intero mondo di diverse forze causali; il fatto poi è che ci sono forze all'interno di forze all'interno di forze, come non si verifica in nessun altro decimetro cubico dell'universo che conosciamo...(...)
L'uomo, rispetto allo scimpanzé, ha più idee e più ideali. Nel modello qui proposto, il potere causale di un'idea, o di un ideale, diviene tanto reale quanto quello di una molecola, di una cellula o di un impulso nervoso. Le idee causano altre idee e promuovono l'evolversi di nuove idee. Esse interagiscono tra di loro e con altre forze mentali nel medesimo cervello, in cervelli vicini e, grazie alla comunicazione globale, in cervelli molto distanti di altri  Paesi. Ed esse interagiscono anche con l'ambiente esterno, sì da produrre, complessivamente, un avanzamento esplosivo nell'evoluzione che è molto al di là di tutto ciò che ha calcato finora la scena evolutiva, compreso l'emergere della prima cellula vivente".


In questo passo di Roger Sperry devo dire che c'è praticamente tutto ciò che è veramente rilevante per il nostro discorso:
1. Il problema della causalità del mentale;
2. La visione emergentista ed il suo approccio gerarchico dei livelli di auto-organizzazione;
3. La specificazione che la mente è "embodied" e che al tempo stesso interagisce con un ambiente esterno facendone al tempo stesso parte;
4. L'aspetto evolutivo e quindi neurobiologico;
5. La previsione di quella che poi sarà chiamata la "mente collettiva", una sorta di architettura emergente dall'utilizzo delle nuove tecnologie globali della comunicazione.

A tal proposito Hofstadter asserisce che:
"L'interrogativo di Sperry sull'ordine gerarchico all'interno del cervello identifica quello che vorremmo sapere di noi stessi - o, più miratamente, dei nostri sé. Che cosa stava davvero succedendo quel bel giorno in quel bel cervello quando, a quanto pare, qualcosa che chiama sé stesso 'io' ha fatto qualcosa che è chiamato 'decidere', dopo il quale un'appendice articolata si è mossa in maniera fluida e un libro si è ritrovato dove era stato solo pochi secondi prima? C'era davvero qualcosa a cui è possibile riferirsi come 'io' che stava 'mandando di qua e di là' qualcosa in diverse strutture fisiche del cervello, con il risultato di inviare lungo le fibre nervose messaggi accuratamente coordinati e di far muovere di conseguenza spalla, gomito, polso e dita in un certo pattern complesso che ha rimesso a posto il libro dov'era in origine - o, al contrario, c'erano soltanto miriadi di processi fisici microscopici (collisioni quantomeccaniche fra elettroni, fotoni, gluoni, quark, e così via) che stavano accadendo in quella circoscritta regione del continuum spazio-temporale che il poeta Edson ha chiamato un 'bulbo vacillante'? Possono sogni e sospiri, speranze e sofferenze, idee e convinzioni, interessi ed incertezze, infatuazioni ed invidie, ricordi ed ambizioni, attacchi di nostalgia e ondate di empatia, fitte di rimorso e scintille di genio avere un qualche ruolo nel mondo degli oggetti fisici? Hanno queste pure astrazioni dei poteri causali? Possono mandare di qua e di là cose che possiedono una massa, o sono soltanto finzioni senza potere? Può un indistinto, intangibile io dettar legge a oggetti fisici concreti come elettroni e muscoli?"


La domanda è cruciale perchè implica direttamente un'altra domanda, ossia "L'essere umano è un automa biologico completamente determinato da leggi fisiche?" da cui conseguirebbe che la coscienza e quello che chiamiamo "Io" non è altro che una illusione dovuta molto probabilmente a meccanismi di sopravvivenza evolutiva, ma senza alcuna realtà fisica e bio-chimica.
Faccio notare, intanto, che nella visione di Roger Sperry le "idee" hanno un vero e proprio potere causale all'interno del mondo mentale, ossia le idee causano altre idee ed interagiscono con altre idee di altre persone grazie alla comunicazione globale, e in questo processo si evolvono causando ulteriori processi causali (possiamo pensare ad esempio al concetto di meme di Richard Dawkins [1976] o di "carattere culturale" di Luigi Cavalli Sforza [2007]).


La questione dell' "automa biologico" è poi direttamente correlata al problema del riduzionismo e del determinismo, in particolare se il nostro sistema cervello-mente è interamente riducibile al comportamento delle sue componenti microscopiche attraverso la descrizione delle relative leggi e quindi ha un comportamento interamente determinato da tali processi.
Inoltre, il determinismo è direttamente correlato alla prevedibilità di un fenomeno nell'ipotesi che se un fenomeno è determinato da leggi note di tipo matematico allora esso è interamente prevedibile nel suo sviluppo temporale.
Un esempio frequente di cosa si intenda per determinismo è quello del cosiddetto "demone di Laplace" che vi ripropongo di seguito:
"Dobbiamo pertanto considerare lo stato attuale dell'universo come l'effetto del suo passato e la causa del suo futuro. Un' Intelligenza che ad un determinato istante dovesse conoscere tutte le forze che mettono in moto la natura, e tutte le posizioni di tutti gli oggetti di cui la natura è composta, se questo intelletto fosse inoltre sufficientemente ampio da sottoporre questi dati ad analisi, esso racchiuderebbe in un'unica formula i movimenti dei corpi più grandi dell'universo e quelli degli atomi più piccoli; per un tale intelletto nulla sarebbe incerto ed il futuro proprio come il passato sarebbe evidente davanti ai suoi occhi ." (Laplace, 1814)


In realtà, questa visione del determinismo è ampiamente, come vedremo, tramontata e secondo alcuni (Zanghì, 2007) traviserebbe la stessa visione di Laplace perché "secondo Laplace le nostre inferenze su ciò che accadrà o è accaduto, essendo la nostra informazione sullo stato del mondo scarsa e limitata, dovranno essere necessariamente di tipo probabilistico. In altre parole, Laplace, a differenza di molti suoi moderni detrattori, ha ben chiara la distinzione fra determinismo e predicibilità. La moderna teoria della complessità ha chiarificato la distinzione tra queste due nozioni, mostrando che un sistema fisico governato da leggi deterministiche può esibire un comportamento totalmente impredicibile e caotico. Secondo la moderna teoria dei sistemi dinamici il caos non è altro che dipendenza sensibile dalle condizioni iniziali di un sistema deterministico. L'emergenza del caos e della complessità risultano quindi spiegati dal determinismo delle equazioni differenziali". (cit.)

Tornando ad Hofstadter, nel paragrafo "Termodinamica e meccanica statistica" (pag. 50, cit.), abbozza quella che sarà in sostanza la sua posizione di tipo emergentista:
"Sono cresciuto con un padre che era un fisico e per me era naturale vedere la fisica come fondamento di ogni singola cosa che accadeva nell'universo. (...) ... arrivai a vedere la biologia molecolare come risultato delle leggi della fisica in azione su molecole complesse. In breve, sono cresciuto con una visione delle cose che non lasciava alcuno spazio per 'altre' forze nell'universo, in aggiunta alle quattro forze fondamentali che i fisici avevano identificato (gravità, elettromagnetismo, forza nucleare debole e forza nucleare forte)".
Per conciliare questa visione "fisica" con quella che per il momento chiameremo "mentale", Hofstadter afferma che:
"Queste forze causali macroscopiche (quelle "mentali", nda) così ben comprensibili sembravano radicalmente differenti dalle quattro ineffabili forze della fisica che io ero sicuro causassero tutti gli eventi dell'universo. La risposta è semplice (per conciliare le "due realtà", nda): concepivo queste 'forze macroscopiche' come puri e semplici modi di descrivere dei pattern complessi che erano generati da forze fisiche fondamentali, proprio come i fisici erano arrivati a rendersi conto che fenomeni macroscopici quali attrito, viscosità, traslucidità, pressione e temperatura potevano essere intesi come regolarità altamente predicibili determinate dalla statistica di un numero astronomico di loro invisibili costituenti microscopici, carambolanti di qua e di là nello spazio-tempo, il tutto dettato dalle sole quattro forze fondamentali della fisica. Mi rendevo anche conto che questo tipo di passaggio fra livelli di descrizione risultava in qualcosa che era estremamente prezioso per gli esseri viventi : la comprensibilità".

In questo passo è dunque fondamentale il riferimento al fatto che noi esseri umani descriviamo per forza di cose e per renderci comprensibili diversi livelli di organizzazione del mondo fisico e che pertanto il mondo macroscopico nel quale viviamo ed interagiamo viene descritto ad un livello simbolico e linguistico che non necessita di specificare la realtà microscopica sottostante dalla quale emerge e dalla quale certamente ha, in prima approssimazione, una relazione di dipendenza ontologica.
L'analogia con la termodinamica e la meccanica statistica è alquanto pregnante: infatti per descrivere il comportamento di un gas non ci interessa sapere cosa fanno i miliardi di molecole al suo interno, ma solo il suo comportamento macroscopico, che viene descritto in termini statistico-probabilistici.
Come dice lo stesso Hofstadter, quando un ingegnere meccanico progetta un motore non pensa a cosa fanno al suo interno le singole molecole, ma al loro comportamento collettivo idoneo a generare energia e movimento.
La distinzione, dunque, fra livello microscopico e macroscopico emergente è fondamentale per poterci avventurare nel prossimo post negli strani anelli dell'Io di Hofstadter, in cui come vedremo sarà fondamentale anche il concetto di feedback ricorsivo.

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4 commenti:

Ivo Quartiroli ha detto...

Ricordo che la lettura di Gödel, Escher, Bach a 20 anni mi porto' ad uno stato di fascinazione e inquietudine. Hofstadter sa come propagare i suoi memi.

Forse la coscienza e' qualcosa che "emerge" ma forse e' qualcosa che e' sempre esistita e che permea il tutto. Questa seconda visione e' quella dei mistici, che approcciano la coscienza "dall'interno".

Mettono il connessione la coscienza individuale (chiamiamolo Atman) con la Coscienza. Per scoprire che e' la stessa cosa che assume diversi colori a seconda del taglio di luce con cui viene osservata.

Quando lo scienziato afferma che la coscienza "emerge", la vede come un "qualcosa" che ha una causalita' (come, quando, perche' emerge? Domande che sono cibo per uno scienziato). Ma se e' sempre stata presente, non vi e' causalita', quindi lo scienziato non sa che pesci pigliare.

ncaradamiani49 ha detto...

Ciao mario , vedo che hai seguito il mio consiglio per cui ti sei consultato con Hofstadter . Io lo trovo semplice , conciso , chiaro e stimolante . mi auguro che tu condivida le mie impressioni . Ciò che mi affascina in Hof. è la manxanza di sicurezza nell'affermare , tutto è empirico e teorico allo stesso tempo . E poi le semplificazioni addotte denotano una conoscenza profonda dell'essere che , unita al senso di rispetto per l'attività investigativa della mente ( curiosità ) contraddistinguono la grandezza dello scienziato . ( Che paroloni , da dove mi vengono ? )
Ti abbraccio Nicola

MarioEs ha detto...

@ Ivo
L'approccio mistico alla coscienza e quindi, seguendo il tuo dire, "a-causale" perchè presuppone che la medesima sia eterna e assuma solo delle forme e dei colori laddove si "posa", per esprimermi in termini letterari, la trovo molto interessante e suggestiva a dire il vero.
Peccato che sia una visione metafisica che non riesce ad oggi ad avere alcuna possibilità di conferma o smentita scientifica: è, come si suol dire, non falsificabile. Questo non implica, dal mio punto di vista, che non sia una visione degna di ogni rispetto e che potrebbe in futuro aprire addirittura spazi per nuove ipotesi anche di rilievo scientifico.
In effetti, il concetto di causalità fisica è stato già alquanto scardinato dalla meccanica quantistica (ad es. con la 'scoperta' dell'entanglement), quindi bisognerà vedere la scienza del futuro come e se sarà in grado di definire nuovi piani ontologici (quindi a rigore una nuova 'meta-fisica') per aprirci a nuove visioni del mondo fisico. D'altronde, la fisica è una metafisica particolare, a mio parere, cioè si avvale dell'esperimento a sua conferma. Il "mondo là fuori" sembrerebbe essere la resistenza a questa meta-fisica sperimentale, ma chi può dire ad oggi come si ri-configurerà questa resistenza?

@ Nicola
In effetti, conosco Hofstadter da un pò e sono contento di proporlo in concomitanza dei tuoi consigli. Un caro saluto ;-)

Gianluigi Colaiacomo ha detto...

Annoveratemi tra gli estimatori di Hofstadter. Da quando ho letto gli "anelli dell' io" lo considero uno scienziato rigoroso e all'avanguardia, che sta dando importanti contributi allo studio della coscienza. Precedentemente ero rimasto affascinato dai libri che aveva scritto, ma non avevo capito la sua importanza nell'ambito della ricerca (anche se probabilmente le sue idee erano gia' presenti in nuce nei suoi vecchi libri).
Quando venne a Roma per il festival della matematica andai ad ascoltarlo e fu una conferenza molto simpatica, anche se non era dedicata alle neuroscienze ma semplicemente alla matematica.
Qui c'e' la registrazione dell'evento:
http://www.auditorium.com/eventi/4894159

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