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)
Linguaggio
ordinario
Linguaggio fisico
Peso
Forma
Colore
MELA
Sapore
Newton
Posizione e velocità delle
molecole/atomi
Scienze della natura
?
Modello
(dinamica di Newton)
DETERMINISMORIDUZIONISMO
Formalmente: dati (d) = funzione (F) delle ipotesi di
partenza(h)e del tempo (t); cioè:
d=F(h,t)
Confronto tra A e B Tre tipi di ermeneutica: #1:
1:1
scienza
natura
A’
B’
A
B
NATURALISMO- (Letteralismo)
Confronto tra A e B Tre tipi di ermeneutica: #2
1:molti; molti :1
scienza
natura
A’
B’ ?
A
B?
RELATIVISMO
Confronto tra A e B Tre tipi di ermeneutica: #3- creativa
Bn
An
A
B
A2
B2
A1
B1
RICERCA DI SENSO
Come si formano le percezioni ,
cioè: come conosciamo
( e di conseguenza reagiamo sul mondo )
Percezione visiva: percorsi e tempi
PFC= corteccia
prefrontale
Aree motorie e linguistiche
800 ms
200-800 ms
t=0
V4- CHE COSA?
occhio
V5- DOVE?
1ms
100 ms
emozioni
memoria
Impulso elettrico:spike
corteccia visiva
primaria V1
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
A
A
Top-down A
B
Verso sistema
motorio
A
GWS=lettore
a soglia
B
Top-down B
Dt
tempo
Bottom-up = ai due gruppi
2 gruppi di neuroni entrambi eccitati dallo stesso stimolo,ma con diverse
interpretazioni top-down, per cui in A,spike sincronizzate entro Dt,in B, non
sincronizzate prevale A
probabilità
Probabilità
congiunta
Probabilità
condizionata
Bayes
vs
P ( h) P ( d | h)
P(h | d ) 
P(d )
Newton
d  F (h, t )
h = ipotesi; d = dati
Versione Newtoniana di d condizionato da h,
P ( d | h)  1
Denominatore di Bayes
P(d )   P(d | h) P(h)  P(d | h) P(h)  P(d | h) P(h)
h
h
denota il set di ipotesi complementare ad h.
P (d | h)  0
Dunque nel caso Newtoniano
P ( d )  P ( h)
P(h | d )  1
Recupero di h da d è preciso al 100%
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)
P ( h) P ( d | h)
P(h | d ) 
P(d )
memoria semantica
a-priori:
P(h)
P( d | h) (TOP-DOWN)
a-posteriori:
P(h*) ipotesi più
plausibile
≈1 sec
dati sensoriali
P(d) (BOTTOM-UP)
BAYES
dati misurati
modello P(d |h)
Colle di probabilità
Spazio delle variabili
Prob. a-posteriori h*
Prob. a-priori
condizione
iniziale
Darwin ,Sherlock Holmes = strategia bayesiana
COMPLESSITA’ :
non basta singolo colle di Bayes
(singolo algoritmo, o piccole varianti
attorno ad esso)
Paesaggio epigeneticodisegno di C. Waddington-1940
complessità semantica
SIGNIFICATO
INFORMAZIONE
complessità algoritmica
(complicazione)
Bayes senza semiosi
creatività [esempio: teorema di Goedel ]
Da BAYES a GOEDEL
Goedel
verità indecidibili
formalismo
procedura algoritmica
Teoremi decidibili
“da assiomi a teoremi”
assiomi
salto non-algoritmico,
NON deduzione formale
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 memoria
1--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).
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.
Tre parti di WM:
a) Fonologica; si spegne in 2 sec se non esercitata,
b) Visuospaziale;
c) Esecutiva; coordina le altre due.
GIUDIZIO
(Bayes inverso)
Confronto fra d e h*, da cui emerge il modello più adeguato
P(h*)
P(d)
≈3 sec
P( d | h)
a-posteriori
NON a-priori
a)-APPRENSIONE ( Bayes diretto )
dato
h
P( d I h) (a-priori)
h* incognita
[1 sec]
d (Bottom-up)
b) GIUDIZIO
dato h*
6° verso....
[Totale 3 sec]
( Bayes inverso )
d
h
7° verso di una poesia
P( d I h* ) (a-posteriori)
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)
B
Poesia (creativa)
A
[A,B]< [A]
P(B|A) < 1
B
Teorema (tautologia)
[A,B]= [A]
P(B|A) = 1
A
Decisioni & volontà libera
Bayes
pre-apprensioni
Unità NCC
h*
giudizio
Bayes
Inverso
dati
PRE-
Bayes
post-apprensione
P(dIh)
POST-
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.)
Confronto tra A e B Due tipi di ermeneutica: ripetitiva; creativa
έλιξ, spira
circolo
senza perdita di informazione
rimpiazzo di informazione
An
A
B
Bn
B2
A2
B1
A1
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