Cibernetica: un matematico della mente | natura

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Manuel Blum esamina una biografia del pioniere della cibernetica Warren McCulloch e dei suoi tempi rivoluzionari.

Genio ribelle: la vita interdisciplinare di Warren S. McCulloch

Di Tara Abraham

MIT Press: 2016. 9780262035095

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Immagine: illustrazione di Eoin Ryan

Nel 1958, durante il mio ultimo anno presso il Massachusetts Institute of Technology, Richard Schoenwald - il cui tutorial su Sigmund Freud stavo prendendo - mi incoraggiò a incontrare l'anti-Freud, Warren McCulloch. Laddove Freud aveva scritto The Future of an Illusion (1927), una critica della religione, McCulloch contrastava con The Past of a Delusion (1953), un riferimento a Freud (il titolo dice tutto). Caddi nel laboratorio del seminterrato di McCulloch e mi ritrovai di fronte a un personaggio alto e sorprendente: barba lunga, abito di lana scozzese grossolana, libri ammucchiati al soffitto. Ho confidato che volevo capire come funziona il cervello. Mi ha consegnato un fascio di pubblicazioni del suo "Laboratorio di ricerca di elettronica". Questi hanno mostrato come costruire reti neurali di neuroni formali (modello) che potrebbero controllare gli errori in quei neuroni. Settimane dopo, ho affermato e dimostrato un teorema secondo cui i suoi neuroni formali potevano essere configurati per fare ciò di cui le sue reti avevano bisogno. Detto questo, sono stato seguito, guidato e ispirato da McCulloch per i successivi sei anni e oltre.

In Rebel Genius , la storica della scienza Tara Abraham offre una biografia di McCulloch (1898-1969) che fa luce sulla rivoluzione del XX secolo nelle scienze della mente e nella cibernetica - lo studio scientifico del controllo automatico negli animali (compresi gli umani) e nelle macchine.

McCulloch ha insistito sul fatto che la "magia" del cervello risiedesse in ciò che le reti elettriche possono fare (al giorno d'oggi, la chimica avrebbe contato di più). Affermò che la magia sarebbe sorta se le reti fossero costruite da neuroni, che chiamava software (in seguito, oggetti di carne) o tubi a vuoto, che chiamava hardware.

Come il matematico e scienziato informatico John von Neumann, McCulloch era interessato agli errori. I neuroni, come i tubi a vuoto, non erano affidabili. Il problema, ha sottolineato, era che le soglie neuronali, che influenzano il calcolo dei neuroni, cambiano costantemente. “Le soglie cadono quando beviamo il caffè. Si alzano quando beviamo alcolici. Eppure possiamo ancora parlare; possiamo ancora camminare. ”Almeno, poteva. I computer sono stati quindi, come ora, progettati per funzionare con componenti che praticamente non commettono errori. Ma a quel tempo, un computer poteva funzionare solo per pochi minuti prima che gli errori si insinuassero. Come il cervello gestisse i neuroni difettosi era una grande domanda. (E quando i transistor scendono alla dimensione degli atomi, gli errori diventano di nuovo un grave problema nel calcolo.)

"La" magia "del cervello risiede in ciò che le reti elettriche possono fare."

McCulloch ha dominato in un periodo fenomenale per molti campi della scienza. La sua moltitudine di amici e colleghi includeva il neuroscienziato Jerry Lettvin, che sarebbe passato per dimostrare agli occhi uno degli straordinari esperimenti di Hermann von Helmholtz. Il pioniere dell'intelligenza artificiale Marvin Minsky ha mostrato a McCulloch come costruire diagrammi di Venn di qualsiasi numero di variabili (per rappresentare i neuroni con molti input). E Manuel Cerrillo ha convinto McCulloch di essere un genio nella progettazione di filtri con un set hi-fi autocostruito che potrebbe separare gli strumenti musicali dalla voce umana in una registrazione.

McCulloch gorgogliava di idee. In un articolo co-scritto, "Un calcolo logico di idee immanente nell'attività nervosa" (WS McCulloch e W. Pitts Bull. Math. Biophys. 5, 115–133; 1943), sosteneva che i neuroni devono essere in grado di inibire come così come l'eccitazione. Altrimenti, calcolerebbero solo una classe molto piccola di funzioni "monotoniche". McCulloch mi disse che i neurofisiologi del suo tempo avevano respinto questa idea perché l'inibizione non era mai stata osservata. La sua previsione - che l'inibizione esiste nel cervello - fu successivamente dimostrata sperimentalmente.

Abraham valuta il McCulloch che conoscevo con consapevolezza, precisione e perspicacia. Ad esempio, scrive: “La vita scientifica di McCulloch al suo interno era meno un progetto filosofico e molto di più sulla trascendenza delle discipline, il potere della scienza di eliminare la metafisica e il potere di una psichiatria neurofisiologica e biologica per eliminare i conti dualisti del mente e pratiche non biologiche in psichiatria. ”Questo è sia percettivo che accurato.

Ci sono anche molti aspetti di McCulloch nel libro di Abraham che non conoscevo, molti che volevo sapere e ottenere e molti che non sapevo nemmeno che volevo sapere. Ad esempio, il resoconto di Abraham dello psicologo Clark Hull rivela che Hull è un altro individuo estremamente interessante - un sostenitore del comportamentismo che ha lavorato nella motivazione e nell'apprendimento e ha pensato che il problema della mente fosse risolvibile attraverso la teoria scientifica.

Ciò che Abraham non riesce a catturare abbastanza, per i miei gusti, è l'impressionante impressione che McCulloch fece al suo pubblico - intellettualmente, attraverso le sue osservazioni astute e visivamente, attraverso il suo erudito portamento scozzese. Abraham descrive un'esperienza formativa di McCulloch: quando era "uno studente dell'Haverford College in Pennsylvania nel 1917, un insegnante gli chiese cosa avesse intenzione di fare della sua vita". La sua versione dell'evento è accurata, ma ne manca l'anima. Quello che ricordo McCulloch dicendo che il presidente di Haverford, il filosofo quacchero Rufus Jones, chiese: "Warren, che cosa ti appassionerebbe?", A cui McCulloch rispose: "Non lo so." "Che cosa farai?" non lo so. Ma ", aggiunse McCulloch, " ho una domanda: "Qual è un numero che un uomo può conoscerlo e un uomo che può conoscere un numero?" "Al che Jones fece un passo indietro e ruggì, " Ti appassiranno sii occupato per il resto della tua vita! ”

Non tutto su McCulloch arriva rose e Abraham è critico su alcuni aspetti del suo approccio. Cita la critica del neurofisiologo Ralph Gerard alle conferenze di Macy sulla cibernetica - in cui McCulloch mirava a far parlare psicologi, neurofisiologi, matematici e ingegneri. Le parole di Gerard furono una vera critica a McCulloch stesso. Ha notato come il gruppo ha iniziato "nello spirito" come se ". Tutti erano felici di esprimere qualsiasi idea che gli venisse in mente, che sembrasse sciocca o certa o semplicemente una supposizione stimolante che avrebbe influenzato qualcun altro … Poi, piuttosto bruscamente mi sembrava, iniziammo a parlare in un 'è' idioma. Dicevamo più o meno le stesse cose, ma ora le dicevamo come se fossero così ”.

McCulloch era un polimero: un neurofisiologo che era anche un medico, uno psichiatra, un poeta, uno scrittore, un architetto, un ingegnere e un matematico. Il suo era l'intelletto onnicomprensivo che poteva e faceva riunire questi campi disparati - sia negli incontri di Macy che nel suo laboratorio. Attraverso le sue discussioni su McCulloch a tutto tondo, Rebel Genius è un eccellente ritratto dell'uomo e del suo tempo e un contributo significativo alla storia della scienza.

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  • Intervista della CBC a Warren McCulloch (YouTube)

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