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The ghost in the film is a beautiful woman with deadly skills. Scarlett Johansson plays an intelligent, sensitive, half-human and half-machine soldier, that some of us may have known from a series of cartoons and manga.

I did not watch the film yet but the 1995 cartoon version, and I recall the young protagonist diving in deep waters and losing herself; when she emerges, her voice is different, but only for the duration of a sentence. As in her past, her whole body is destroyed except the head, that is installed on another body afterwards. She talks differently again, but only for a while. Apparently, she is not only a shell; she has a ghost – that is unique and more resistant than her cyborg body.

The title of the film comes from the expression “ghost in the machine” of the 1949 book “The concept of Mind”, by philosopher Gilbert Ryle. With this expression, Ryle criticizes the almost 400-years old idea that mind and body – respectively, the ghost and the machine – are separable. In the second half of 1600, the French philosopher and mathematician René Descartes hypothesized that mind and body are two different entities. Descartes observed that “having a mind” and “thinking” are prerogatives of existence, while body is relegated to perception – in certain cases, illusion or dream.

Two means of existence, mind and body, ghost and machine, in the same living being: from this concept comes the term “dualism”. The dual and indiscernible nature of human beings posed a problem to Descartes: is there a physical place where mind and physicality merge? Descartes’ answer sounds odd – to him, the two entities, in form of fluids, mix in the pituitary gland, a small organ at the bottom of the human brain – like wine does with water.

Ryle calls dualism “a myth” and “a dogma” that everybody accepts without any further questioning; he claims that mental and physical reality may not be reduced to the same status – a substantial one; how could be the mind – that corresponds to humans’ capacities and motives – be made of a substance, like our physical dimension?

We now know that the pituitary gland serves other functions and that mind may not be reduced to “a thing”, even though we still do not know what it is. The question is addressed by modern philosophy and science, in particular, psychology and neuroscience. Besides, the matter of overtaking dualism has significantly influenced the way scientists look at the subject. One of the consequences of the concept that mind is not an individual substance is that science studies it in relation to the machine, the body and, specifically, the brain. But, what is mind then?

Usually, scientists are interested in what is observable; you may build a very nice definition of mind (like the one of a liquid), but it is a waste of time if it does not have a confirmation in the natural world! When an exact definition is not directly observable, scientists build a model and test it to see if fits the available observations (the same did Watson and Crick to discover the structure of DNA!).

Computational psychologists considered that thinking is similar to inventing a new tool; the human seeks information, for instance a discrete series of elements, manipulate it and obtain an outcome; therefore, psychologists hypothesized that minds work similarly to a computer, by virtue of a software and a hardware. A software is a program: a series of rules that process information in a predetermined way. A program may function or not: in the latter case, the desired outcome will not succeed. The hardware is the physical body of the computer, the assembly of green, silver and gold components whose properties allow the program to run. To this view, humans are “information processing devices” and the functionality of software and hardware can be tested through experiments.

This vision has been criticized because a program needs formally exact instructions. How does the mind know that the instructions are right? A problem of the computational approach is the need to establish that mind is “intelligent” without any further proof (what is called “an assumption”). Research has asked then what is that guides mental programs, also called “cognitive functions”.

Apart from hardware and software, there may be another level, the algorithm. The difference between algorithm and software is subtle: a program is a list of instructions and algorithm is a list of steps; a program is about “what to do”; and algorithm is about “how to do it”.

“At the computational level of analysis, one specifies what cognitive function is being computed. At the algorithmic level, one describes how the function is being computed, the algorithm used to compute it.” (McLaughlin, 2004)

And here we come to biology. Brains are mainly made by cells called neurons. Neurons activity is mainly spontaneous and organized; there are myriads of neurons and possible networks. Neurons become active is relation to the cognitive function in use; myriads of cells are organized in networks.

Neural networks may hypothetically determines how the program solves the problems. In fact, the networks form according to certain rules: one of those is competition. At the cellular level, the more a cell is stimulated, the more it becomes active; by the same process, a connection between cells (called synapses) becomes more active and therefore win the competition with an alternative connection; eventually, a whole network may become preeminent on others and its electrical signature will be associated with a certain function. It is a plausible way the brain may use competition to select “the way” – the algorithm – that allows a certain program or function. The process of differential stimulation of cells, synapses and networks partly depends on the input – experience or the same mental activity. In other words, the process of competition involves “learning”, that does not sound theoretical after all.

References:

Gilbert Ryle and “The mind and the machine”

McLaughlin, B. P. (2004). Computationalism, connectionism, and the philosophy of mind (pp. 135-152). Malden: Blackwell.

 


 

Il “fantasma” (traduzione letterale di “ghost”, che in questo contesto andrebbe tradotto “anima” o “spirito”) del film è una bellissima donna dalle abilità mortali. Scarlett Johansson interpreta un’intelligente, sensibile soldato metà umana e metà macchina, che alcuni di noi possono avere conosciuto da una serie di cartoni animati e manga.

Non ancora ho guardato  il film ma soltanto la versione animata del 1995, della quale ricordo una scena nella quale la giovane protagonista si immerge in acque profonde e perde la cognizione di se stessa; quando riemerge, la sua voce è diversa, ma solo per la durata di una frase. Come le è già accaduto in passato, il suo corpo viene distrutto, tranne la testa, che viene installata su un altro corpo. Parla di nuovo in modo diverso, ma solo per un po’. A quanto pare, non è soltanto un guscio; ha un’anima – che è unica e più resistente del suo corpo cyborg.

Il titolo del film deriva dall’espressione “fantasma-spirito nella macchina”, che compare nel libro del 1949 “Il concetto di mente”, del filosofo Gilbert Ryle. Con questa espressione, Ryle critica l’idea, vecchia ormai di quasi 400 anni, che la mente e il corpo -, rispettivamente, lo spirito e la macchina – siano separabili. Nella seconda metà del 1600, il filosofo e matematico francese René Descartes ipotizzò che mente e corpo siano due entità diverse. Cartesio osservò che “avere una mente” e “pensare” sono prerogative dell’esistenza, mentre il corpo è relegato alla percezione – in alcuni casi, all’illusione o al sogno.

Due essenze, mente e corpo, spirito e macchina, nello stesso essere vivente: da questo concetto deriva il termine “dualismo”. La natura duale e allo stesso tempo indistinguibile degli esseri umani pose un problema a Descartes: c’è un luogo fisico dove mente e fisicità si fondono? La risposta di Descartes suona un po’ strana – secondo lui, le due entità, in forma di fluidi, si sarebbero mescolate, come il vino lo fa con l’acqua, a livello della ghiandola pituitaria, un organello nella parte inferiore del cervello umano.

Ryle chiama il dualismo “mito” e “dogma”, che nel tempo è stato accettato senza obbiettare; sostiene che la realtà fisica e mentale non possono essere ridotte al medesimo stato – quello di sostanza; come potrebbe essere che la mente – le capacità e le motivazioni degli esseri umani – sia fatta di sostanza, come la nostra dimensione fisica?

Ora sappiamo che la ghiandola pituitaria ha altre funzioni e che la mente non può essere ridotta a “una cosa”, anche se ancora non sappiamo di cosa si tratta. Il mistero viene ancora discusso dalla filosofia moderna e dalla scienza, in particolare, dalla psicologia e dalle neuroscienze. La questione del sorpassato dualismo ha notevolmente influenzato il modo in cui gli scienziati affrontano la questione. Per esempio, il fatto che la mente non possa essere considerata una sostanza a se stante ha spinto gli scienziati a studiarla in relazione alla macchina, il corpo e, in particolare, al cervello. Ma che cosa è la mente, allora?

Di solito, gli scienziati sono interessati a ciò che è osservabile; si può costruire una bella definizione di mente (come quella di un liquido), ma è una perdita di tempo, se si non dispone di una conferma nel mondo naturale! Quando una definizione esatta non è derivabile dall’osservazione, gli scienziati si ingegnano per costruire un modello e provare a vedere se si adatta alle osservazioni disponibili (lo stesso hanno fatto Watson e Crick per scoprire la struttura del DNA!).

Gli psicologi computazionali hanno considerato che il processo del pensiero è simile a quando ci inventiamo un nuovo strumento; esploriamo, cerchiamo informazioni, sotto forma di una serie discreta di elementi, li manipoliamo e ne otteniamo un risultato. Pertanto, gli psicologi hanno ipotizzato che la mente funzioni in modo simile a un computer, in virtù di un software e di un hardware. Un software è un programma: una serie di regole che elaborano le informazioni in modo predeterminato. Un programma può funzionare o meno: in quest’ultimo caso, non otterremo il risultato desiderato. L’hardware è il corpo fisico del computer, l’assemblaggio di componenti le cui proprietà consentono l’esecuzione del programma. Secondo questa visione, gli esseri umani sono “dispositivi di elaborazione delle informazioni” e la funzionalità del software e dell’hardware possono essere testate attraverso esperimenti.

Questa visione ha ricevuto delle critiche perché un programma per funzionare ha bisogno di istruzioni formalmente esatte. Come fa la mente a sapere che le istruzioni sono corrette? Un problema dell’approccio computazionale è la necessità di stabilire che la mente è “intelligente” e sforna regole formalmente corrette, senza alcuna ulteriore prova (si tratta di quello che viene chiamato “un assunzione”). La ricerca si è dunque chiesta che cosa sia che guida i programmi mentali, detti anche “funzioni cognitive”.

A parte hardware e software, è stato proposto un altro livello, l’algoritmo. La differenza tra software e algoritmo è sottile: un programma è un elenco di istruzioni e l’algoritmo è una serie di passi; lo studio del programma riguarda il “cosa fare”; lo studio dell’algoritmo si rivolge a “come farlo”.

“Al livello dell’analisi computazionale, si specifica quale funzione cognitiva viene computata. A livello algoritmico, si descrive come la funzione viene calcolata, cioè l’algoritmo utilizzato per calcolarla.”(McLaughlin, 2004)

E qui arriviamo alla biologia. Il cervello è formato principalmente da cellule chiamate neuroni; ci sono miriadi di neuroni che si connettono a formare numerosissime reti. L’attività dei neuroni è prevalentemente spontanea e organizzata ed è relazione alla funzione cognitiva in uso.

Le reti neurali possono determinare il modo in cui il programma risolve i problemi. Infatti, le reti si formano secondo certe regole: una di queste è la competizione. A livello cellulare, più una cellula viene stimolata, più diventa attiva; con lo stesso processo, una connessione tra cellule (detta sinapsi) diventa più forte se le cellule coinvolte sono più attive, vincendo la competizione con una connessione alternativa; infine, un’intera rete può sopprimere le altre e la sua impronta elettrica si assocerà a una determinata funzione. Questo processo è una spiegazione plausibile di come il cervello utilizza la competizione per selezionare il “come” – l’algoritmo – che consente a un determinato programma o funzione di entrare in gioco. Il processo di stimolazione differenziale di cellule, sinapsi e reti in parte dipende dall’input – si tratti dell’esperienza proveniente dal mondo esterno o della stessa attività mentale. In altre parole, il processo di competizione si rivela come un processo di “apprendimento”, che non suona troppo teorico, dopo tutto.

Riferimenti:

Gilbert Ryle and “The mind and the machine”

McLaughlin, B. P. (2004). Computationalism, connectionism, and the philosophy of mind (pp. 135-152). Malden: Blackwell.

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