Автор книги Гуальтьеро Пиччинини
Рецензия Майкла Рескорла, Калифорнийский университет, Лос-Анджелес
В книге Гуальтьеро Пиччинини обсуждается научное исследование познания, которое широко трактуется как включающее низкоуровневые явления, такие как восприятие и контроль моторики. Масштаб эпичен, от метафизики до объяснения, от нейробиологии до истории науки. Написано живо и четко. Книга на каждом шагу демонстрирует владение Пиччинини соответствующей философской литературой и его знание современной науки. Это внушительный вклад, который должны прочитать все философы разума.
Пиччинини поддерживает версию вычислительной теории разума (CTM), которая утверждает, что многие мыслительные процессы являются вычислениями. Его позиция значительно отличается от версий CTM, наиболее знакомых философам, таких как влиятельная трактовка Джерри Фодора (1975). В частности, Пиччинини считает, что предыдущие авторы пренебрегали нейронными аспектами ментальных вычислений. Пиччинини вместо этого ставит на первый план нервную активность. Его нейроцентрическое развитие CTM содержит некоторые впечатляющие элементы: резкую критику Уоррена С. МакКаллока и Уолтера Питтса (1943), которые представили первую опубликованную презентацию CTM; информативное изложение разнообразных результатов нейробиологии; интригующие размышления о ментальной онтологии и множественной реализуемости; разрушительное опровержение нескольких выдающихся аргументов за и против CTM; и многое другое. Однако, на мой взгляд, элементы книги не могут служить убедительным аргументом в пользу нейроцентрической точки зрения Пиччинини.
Психологическое объяснение
Когнитивная наука обычно предлагает психологические объяснения, в которых психические состояния называются объясняемым (Эксплананда) или объяснением (эксплананс). Например, лингвисты постулируют неявное знание генеративной грамматики для объяснения суждений о грамматичности (Chomsky, 1965), а перцептивные психологи объясняют иллюзии, предполагая, что система восприятия выполняет бессознательные байесовские выводы (Knill and Pouget, 1996). Традиционно психологическое объяснение, как правило, происходит независимо от нейробиологии. Исследователи постулируют психические состояния и процессы, не обращая внимания на то, как эти состояния и процессы реализуются в мозгу. Часто, хотя и не всегда, предполагаемые состояния и процессы являются вычислительными.
Пиччинини считает, что искать психологическое объяснение, не обращаясь к нейронной реализации, - плохая идея. В репрезентативном отрывке он пишет:
Я призываю отказаться от классического подхода, заключающегося в простом поиске вычислительных объяснений человеческого поведения, не беспокоясь, если вообще, о нейронных вычислениях. . . . Любой, кто серьезно интересуется объяснением познания, должен стремиться показать, как вычисления, которые он утверждает, могут выполняться нейронными процессами, в той степени, в которой это можно сделать правдоподобным на основе современной нейробиологии.
Пиччинини призывает к «механистической интеграции психологии и нейробиологии», объединяя психологическое и нервное в единые объяснения. Он занимается когнитивной нейробиологией, которая, по его словам, направлена на достижение и часто действительно достигает желаемой механистической интеграции. Он одобрительно пишет, что «когнитивная наука в ее традиционном понимании уходит и заменяется когнитивной нейробиологией».
Пример Пиччинини в пользу когнитивной нейробиологии основан на его более общем механистическом взгляде на объяснение: «Чтобы объяснить феномен, нам нужно определить уровень (уровни) механистической организации, которые имеют отношение к его возникновению». Механистическая трактовка сложной системы «требует определения компонентов [системы], их соответствующих функций и их организации». Механистическое объяснение описывает, как компоненты взаимодействуют для создания экспланандума. Применяя свою механистическую точку зрения к разуму, Пиччинини утверждает, что хорошее объяснение когнитивного феномена должно идентифицировать нейронные компоненты и описывать, как нейронные компоненты производят феномен: «Обеспечение научного объяснения познания требует понимания того, как работают нейрокогнитивные механизмы» (1). Он утверждает, что когнитивная нейробиология дает желаемые механистические объяснения.
Пиччинини, несомненно, прав в том, что психология и нейробиология более взаимосвязаны, чем в первые годы когнитивной науки. Психологи теперь обычно поддерживают свои теории, утверждая, что теории согласуются с нейрофизиологическими данными. Они также обычно рассматривают, как психические процессы могут быть реализованы нейронной активностью. Тем не менее, я думаю, что Пиччинини преувеличивает степень, в которой когнитивная нейробиология «заменяет» традиционную когнитивную науку. Многие исследователи продолжают теоретизировать на чисто психологическом уровне, почти не обращая внимания на нейронную реализацию. Эта методология повсеместно используется в лингвистике (где лингвисты продолжают теоретизировать о генеративной грамматике), психологии восприятия (где исследователи обычно строят байесовские модели) и во многих других областях когнитивной науки.
Чисто психологические теории, предлагаемые учеными-когнитивистами, часто кажутся объяснительно успешными. Например, байесовские модели дают убедительные объяснения того, как система восприятия оценивает дистальные свойства, такие как размер, цвет, местоположение, скорость и т. д. (Rescorla, 2015). Пиччинини ничего не говорит, чтобы критиковать такие теории, за исключением того, что они пренебрегают его предпочитаемым механистическим шаблоном. У критики мало силы, потому что успешное объяснение в других науках обычно пренебрегает механистическим шаблоном (Rescorla, 2018; Woodward, 2017). Чтобы проиллюстрировать: мы можем процитировать закон идеального газа и повышение температуры, чтобы объяснить, почему газ оказывает повышенное давление на контейнер, не ссылаясь на механистические факты о молекулах газа. Статистическая механика улучшает это немеханистическое объяснение, добавляя механистические детали, но немеханистическое объяснение само по себе уже выглядит, по крайней мере, в некоторой степени объяснительным. Я считаю, что Пиччинини не дал никаких оснований подозревать что-либо не так с немеханистическими теориями, обнаруженными в лингвистике, психологии восприятия или других областях когнитивной науки. Призывая нас отказаться от чисто психологического объяснения, он выдвигает немотивированный и бессмысленный методологический запрет.
В некоторых отрывках Пиччинини ослабляет свои требования механистического объяснения. Он допускает, что ученые могут предоставить схему механизма, которая лишь некоторым образом приведет нас к полностью удовлетворительному объяснению. По мере того, как мы заполняем эскиз механистическими деталями, мы улучшаем наше объяснение. В этом духе Пиччинини допускает, что байесовское моделирование может дать схему механизма и, следовательно, быть в некоторой степени пояснительным, но он настаивает на том, что «мы могли бы получить дополнительную объяснительную глубину, если бы мы также идентифицировали соответствующие компоненты, их функции и их организацию и показали, что их правильно организованные функции составляют феномен экспланандума». Здесь анализ Пиччинини кажется несовместимым с его яростным противодействием традиционной когнитивной науке. Если мы признаем, что чисто психологическое теоретизирование может быть в некоторой степени объяснительным, почему мы должны отговаривать ученых от участия в нем?
Нейрокогнитивное объяснение
Серьезная проблема, стоящая перед позицией Пиччинини, заключается в том, что некоторые механистические детали выглядят необъяснимыми. Когда экономисты ссылаются на рост денежной массы для объяснения инфляции, они не стали бы улучшать свое объяснение, упоминая механистические детали о шестеренках печатных машин. Добавление механистических деталей не всегда приводит к объяснительному прогрессу. Таким образом, нет никакой гарантии, что добавление неврологических деталей к чисто психологическому объяснению приведет к более качественному объяснению.
В ответ Пиччинини признает, что только некоторые механистические детали должны фигурировать в хороших объяснениях: «нам нужно идентифицировать соответствующие причины - те, которые имеют наибольшее значение для поведения в целом, - и абстрагироваться от несущественных». Он не расширяет фразу «иметь наибольшее значение». В его последующем обсуждении этого вопроса используется такой же расплывчатый язык.
Следовательно, его обсуждение не уточняет, какие детали нейронной реализации улучшают психологическое объяснение.
Один мимолетный отрывок намекает, что Пиччинини надеется заполнить пробел, используя интервенционистские теории причинного объяснения (Woodward, 2003). Предполагается, что в полностью удовлетворительных объяснениях будут цитироваться те механистические детали, которые помогут нам ответить на вопросы «а что, если бы все было иначе» (то есть вопросы о том, как бы изменился экспланандум, если бы объяснение изменилось определенным образом). Я подозреваю, что превращение предложения в убедительный отчет оставит мало работы для механизмов, поскольку сторонники вмешательства могут обойти механизмы и напрямую обратиться к вопросам «а что, если бы все было иначе». В любом случае обсуждение Пиччинини не проводит систематического различия между объясняющими и необъясняющими механистическими деталями.
Трудность усугубляется непонятным решением Пиччинини не иллюстрировать свою позицию конкретными примерами нейрокогнитивного объяснения. Хотя он обсуждает различные нейробиологические открытия, он не говорит, как эти открытия помогают объяснить когнитивные явления. Он утверждает, что «можно было бы написать много книг, в которых подробно анализируются конкретные объяснения когнитивной нейробиологии», но он отказывается анализировать любые предполагаемые объяснения. Я нахожу поразительным, что в 400-страничной книге, якобы посвященной «объяснению биологического познания», Пиччинини не приводит ни единого реального объяснения биологического познания. Это упущение оставило меня неуверенным, каким образом, с точки зрения Пиччинини, нейронные детали вносят вклад в объяснение.
Ближайшим к обсуждению фактического нейрокогнитивного объяснения Пиччинини подходит следующий «набросок описания зрения»:
Отдельные ячейки в V1 выборочно реагируют на определенные ориентации линий из визуальной сцены. Некоторые из этих ячеек вместе образуют столбец ориентации, который обеспечивает основу для обнаружения краев в визуальной сцене. Эти столбцы ориентации вместе составляют V1, который вычисляет границы визуальных объектов. Затем V1 работает вместе с нижележащими теменными и височными областями, составляя различные «потоки» визуальной обработки и представления визуальных объектов.
Набросок Пиччинини оставляет без внимания важный вопрос о том, как зрительная система «вычисляет границы визуальных объектов». Некоторые ребра принадлежат границам. Остальные края просто текстурные (например, складки на листе бумаги). Определение того, какие края принадлежат границам, - сложная задача, которую зрительная система каким-то образом решает с большой точностью. Узнав, что проблема решена в V1 (первичная зрительная кора), вряд ли можно считать значительным объяснительным прогрессом: знание того, где происходят вычисления, не помогает в отношении того, какие вычисления происходят. Набросок Пиччинини не проясняет эти вычисления. Его набросок также не проясняет вычисления, посредством которых система восприятия оценивает какие-либо другие отдаленные свойства (например, размер, цвет, местоположение, скорость). По этой причине набросок не является заманчивой рекламой нейрокогнитивного объяснения.
Большинство исследователей согласятся с Пиччинини в том, что интеграция психологии и нейробиологии в принципе может улучшить чисто психологическое объяснение. Я думаю, что Пиччинини преувеличивает, насколько неврология в настоящее время способствует психологическому объяснению. Несколько примеров:
- Большая часть исследований, цитируемых Пиччинини, посвящена тому, где в мозгу происходят различные вычисления. Как только что указывалось, определение того, где происходит вычисление, не очень помогает в отношении характера вычислений.
- Другое исследование, процитированное Пиччинини, фокусируется на паттернах возбуждения в нейронных популяциях. Как такие модели возбуждения связаны с познанием? Например, предположим, что нейрон преимущественно срабатывает в ответ на полосу с ориентацией x. Как этот профиль стрельбы относится к мыслителю, воспринимающему планку ориентации x? Мы не знаем. То же самое и для других паттернов нейронной активации. В результате неясно, как знание о нейронных паттернах может обогатить психологическое объяснение.
- Нейробиология занимается нейросетевым моделированием умственной деятельности. Это исследование, которое Пиччинини упоминает, но не обсуждает подробно, потенциально может дать комплексные нейрокогнитивные объяснения. Однако исследования часто бывают довольно предположительными. Хорошим примером является исследование нейронной реализации байесовского вывода (Pouget et al., 2013). Различные рассматриваемые модели нейронных сетей еще недостаточно подтверждены. Конечно, они менее подтверждены, чем бесчисленные байесовские модели, сформулированные на психологическом уровне. Хотя модели нейронных сетей могут в конечном итоге улучшить объяснения, предлагаемые в рамках психологии восприятия, я не уверен, что в настоящее время они это делают.
Несмотря на то, как много мы узнали за последние несколько десятилетий о нейронных основах познания, я не вижу доказательств ни в книге Пиччинини, ни где-либо еще, что наши возросшие нейробиологические знания привели к чему-либо, подобному прогрессу в объяснении, который он утверждает.
Нейронные вычисления
Многие сторонники CTM, такие как Фодор (1975) или К. Р. Галлистель и Адам Филип Кинг (2009), делают акцент на цифровых вычислениях. Они рассматривают разум как машину Тьюринга (или вычислительную систему в стиле Тьюринга), которая манипулирует дискретными цифрами. Цифровые вычислительные модели обычно формулируются на абстрактном уровне, который отличается от нейробиологии.
Пиччинини утверждает, что вместо этого мы должны изучать нейронные вычисления, то есть вычисления, проводимые нейронными популяциями. Он разъясняет нейронные вычисления, используя механистическую теорию вычислений, сформулированную в его предыдущей книге (Piccinini, 2015). Он утверждает, что цифровые CTM несовместимы с современной нейробиологией. Он защищает этот вердикт, критикуя несколько подробных предложений о том, как цифровые вычисления могут быть реализованы нейронно, утверждая, что эти предложения противоречат известным фактам о мозге. Пиччинини также утверждает, что нейронные вычисления не являются чисто аналоговыми, отчасти на том основании, что нейронные сигналы состоят из дискретных элементов (шипов). Он заключает, что нейронные вычисления являются sui generis: ни полностью цифровыми, ни полностью аналоговыми.
Аргумент Пиччинини вряд ли убедит сторонников цифрового CTM, которые открыто признают, что не знают, как цифровые вычисления реализуются нейронно. Сторонники считают, что у нас, тем не менее, есть веские поведенческие и теоретические основания для принятия цифровых CTM. Возможно, они ошибаются, но никто не решает этот вопрос, критикуя конкретные предложения по реализации нейронных сетей. Пиччинини в конечном итоге признает это: он допускает, что цифровые CTM могут быть верны в некоторых психологических областях, и он возвращается к жалобе на то, что их сторонники не обнаружили, как цифровые вычисления реализуются в мозгу. Эта жалоба в равной степени применима к генеративной грамматике, к байесовским выводам восприятия и ко всем другим психологическим постулатам в когнитивной науке. Так что претензии к цифровым CTM не имеют особой диалектической силы.
Как подчеркивает Пиччинини, компьютерные нейробиологи относятся к цифровым CTM довольно скептически. Вычислительные модели, предлагаемые нейробиологами, обычно больше похожи на те, которые предпочитает Пиччинини: модели нейронных сетей, которые описывают взаимодействия между идеализированными нейронами. Пиччинини не пытается объяснить, как работают такие модели, оценить, какие когнитивные феномены они объясняют и какие когнитивные феномены им трудно объяснить, или сравнить объяснения, которые они предоставляют, с объяснениями, предоставляемыми моделями стиля Тьюринга. Соответственно, его обсуждение мало помогает читателям взвесить относительные достоинства этих конкурирующих вычислительных формализмов.
Заключение
Пиччинини очерняет огромное количество когнитивных наук как ошибочные предположения или, в лучшем случае, слабые попытки нащупать более плодотворную когнитивную нейробиологию. Он не подтверждает свою нейроцентрическую точку зрения убедительным анализом того, как, почему и когда нейробиология способствует психологическому объяснению. Со своей стороны, я не ожидаю, что когнитивная нейробиология заменит психологию в ближайшее время, и не вижу причин, по которым мы должны этого хотеть.
