dagli oggetti alle cose f.tito arecchi università di firenze e ino-cnr, firenze homepage: frascati...
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Dagli oggetti alle cose
F.Tito Arecchi
Università di Firenze e INO-CNR, Firenze
homepage:www.ino.it/home/arecchi
Frascati -S&F- 18/06/11
Come nascono le parole della scienza“non tentare le essenze, ma contentarsi delle affezioni quantitative”
(G Galilei, Lettera a M Welser ,1610)
MELA
Linguaggio ordinario
Posizione e velocità delle molecole/atomi
Linguaggio fisico
Sapore
Peso
Colore
Forma
Newton
Scienze della natura
Modello
(dinamica di Newton)
DETERMINISMO-
RIDUZIONISMO
?
Formalmente: dati (d) = funzione (F) delle ipotesi di partenza(h)e del tempo (t); cioè:
d=F(h,t)
A
A’
Confronto tra A e B -
Tre tipi di ermeneutica: #1: 1:1
scienza
NATURALISMO- (Letteralismo)
B
B’
natura
A
A’
Confronto tra A e B -
Tre tipi di ermeneutica: #2
1:molti; molti :1
scienza
RELATIVISMO
B ?
B’ ?
natura
A1B1
An
A2B2
Bn
A
Confronto tra A e B -
Tre tipi di ermeneutica: #3- creativa
RICERCA DI SENSO
B
Come si formano le percezioni ,
cioè: come conosciamo
( e di conseguenza reagiamo sul mondo )
occhio
corteccia visiva
primaria V1
PFC= corteccia
prefrontale
V4- CHE COSA?
V5- DOVE?
Aree motorie e linguistiche
t=0
800 ms
200-800 ms
Percezione visiva: percorsi e tempi
1ms
Impulso elettrico:spikeemozioni
memoria
100 ms
Feature binding (legame di configurazione)
Ogni cerchietto rappresenta un campo ricettivo che isola dettagli specifici (ad es. barra verticale).
Cooperazione fra stimoli e categorie memorizzate per formare una percezione
Percezione = combinazione prevedibile b-u e t-d (pescato da un repertorio finito) ? NO !
Implementazione dinamica del Global Workspace
GWS Verso sistema motorio
2 gruppi di neuroni entrambi eccitati dallo stesso stimolo,ma con diverse interpretazioni top-down, per cui in A,spike sincronizzate entro t,in B, non
sincronizzate prevale A
tempo
GWS=lettore a soglia
t
A
B
A
B
A
Bottom-up = ai due gruppi
Top-down A
Top-down B
probabilità
Probabilità
congiunta
Probabilità
condizionata
Versione Newtoniana di d condizionato da h,
)(
)|()()|(
dP
hdPhPdhP
Bayes vs Newton
1)|( hdP
)()|()()|()()|()( hPhdPhPhdPhPhdPdPh
Denominatore di Bayes
h denota il set di ipotesi complementare ad h.
0)|( hdP
)()( hPdP Dunque nel caso Newtoniano
1)|( dhP
Recupero di h da d è preciso al 100%
),( thFd )(
)|()()|(
dP
hdPhPdhP
h = ipotesi; d = dati
P(d) (BOTTOM-UP)
P(h*)
≈1 sec
P( d | h) (TOP-DOWN)
APPRENSIONE (Bayes diretto)Scelta di h* a partire da un ventaglio di h , per azione congiunta
di stimolo sensorio (bottom-up) e di modello interpretativo (top-down)
a-priori:
a-posteriori:
ipotesi più plausibile
dati sensoriali
memoria semantica
)(
)|()()|(
dP
hdPhPdhP
P(h)
condizione iniziale
Prob. a-posteriori h*
Prob. a-priori
modello
Darwin ,Sherlock Holmes = strategia bayesiana
BAYES
dati misurati P(d |h)
Colle di probabilità
Spazio delle variabili
COMPLESSITA’ :
non basta singolo colle di Bayes
(singolo algoritmo, o piccole varianti attorno ad esso)
Paesaggio epigenetico-
disegno di C. Waddington-1940
Bayes senza semiosi
SIGNIFICATO
INFORMAZIONE
complessità semantica
complessità algoritmica (complicazione)
creatività [esempio: teorema di Goedel ]
Goedel
formalismo
assiomi
verità indecidibili
Teoremi decidibili
Da BAYES a GOEDEL
salto non-algoritmico,
NON deduzione formale
procedura algoritmica
“da assiomi a teoremi”
Kuhn: scienza normale
salto di paradigma
Dinamica della coscienza: due scale temporali
A)Presente a-temporale; t circa 1sec percezione coerente = apprensione;
Procedura a repertorio finito, comune agli animali
B) t> 3 sec: confronto linguistico fra il presente e una memoria del passato;
i due eventi sono co-presenti , codificati nello stesso linguaggio
e sottoposti allo stesso giudice (coscienza di sé).
Si sceglie il “modello” per Bayes inverso
Procedura libera, creativa, solo umana
Intermezzo su memoria1--Memoria sensibile
Circa 1-2 sec ; isola pre-semantica in cui non ci si pone problemi di significato, All’interno , si “aggiustano” canali sensori con diversi tempi caratteristici (ad esempio,acustico e visivo).
Tre parti di WM:
a) Fonologica; si spegne in 2 sec se non esercitata, b) Visuospaziale; c) Esecutiva; coordina le altre due.
2-Memoria a breve termine o working memory (WM) :
Versione filtrata di Memoria sensibile , durata 15-30 sec; In questo intervallo avviene il confronto fra isole diverse.
P(d)P(h*)
≈3 sec
P( d | h)
GIUDIZIO (Bayes inverso)
Confronto fra d e h*, da cui emerge il modello più adeguato
a-posteriori
NON a-priori
[1 sec]
P( d I h) (a-priori)
a)-APPRENSIONE ( Bayes diretto )
h
h*
d (Bottom-up)
b) GIUDIZIO ( Bayes inverso )
P( d I h* ) (a-posteriori)
h*6° verso....
d 7° verso di una poesia
h
[Totale 3 sec]
dato
dato
incognita
incognita
Benigni XXXIII Inferno Ascolto V Beethoven(1 soggetto)
Tempi medi su molti soggetti (brani musicali
o brani poetici)
Grado di novità
Uso di Bayes inverso in testo poetico
(sequenza di versi) : …. v5-v6-v7…..
P(v6|v5)= P(v5,v6)/P(v5)
In genere: P(B|A)= P(A,B) / P(A)
A
B
B
A
[A,B]< [A]
[A,B]= [A]
P(B|A) < 1
P(B|A) = 1
Poesia (creativa)
Teorema (tautologia)
Decisioni & volontà libera
dati
P(dIh)
Unità NCCpre-apprensioni
post-apprensione
Bayes
Bayes
Bayes
PRE-
POST-
giudizio
h*
Inverso
PRE (apriori)= forza scelta obbligata; POST = scelta libera
Ontologia come recupero delle “essenze”
In Bayes diretto, l’algoritmo P(d |h) è pre-assegnato
come l’istruzione a un computer ( replicatore fisso, modificabile solo per mutazione casuale : gene in biologia, meme in evoluzione
culturale;) .
Invece, in Bayes inverso, il programma esecutivo P(d I h) nasce dal confronto fra d e i brani h* del testo che hanno preceduto d.
Questa costruzione a-posteriori indica una adaequatio intellectus et rei, cioè la selezione della “risposta” P(d I h) più opportuna con cui la
“cosa” si presenta da un certo versante h*.
E’ la cosa e non più l’ oggetto ( = codice a barre) del programma riduzionistico
[ I trascendentali di Kant sono programmi P(d |h) che scelgono l’ h* per ogni input d.
Precedono il confronto h*-d, invece di esserne conseguenza ]
Lo stesso in biologia: EPIGENETICA = attività del gene non fissata una volta per tutte come l’algoritmo in Bayes,
ma regolata dal confronto /scontro fra pool h* di competenze accumulate e ultimo invasore d (virus o altra perturbazione
ambientale); pertanto P(d I h) emerge come in Bayes inverso .
In epigenetica, NON si modifica la sequenza delle basi del DNA del gene, ma se ne controlla l’attività o intercalando una molecola estranea (metilazione) o variando la curvatura della catena di
DNA (acetilazione); si modifica così l’interazione con altre molecole, cioè si altera la “espressione” del gene.)
A1B1
An
A2B2
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
La stessa procedura creativa (= generatrice di novità)
e SENZA FINE, in
i)apprezzamento estetico (dialogo con un testo linguistico)
ii)investigazione scientifica (dialogo con un ente di natura)
iii) vita d’amore (dialogo fra persone)
iv)vita oltre la morte [vita mutatur, non tollitur]
Come in i) dietro l’opera con cui si instaura un
dialogo senza fine c’è un creatore ,
così in ii) dietro ogni evento c’è il Creatore che è Logos .
Come in iii) instauro un dialogo ,
così in iv) mi aspetto un dialogo eterno con il Logos