1.1 Umysł, mózg i modele.

To pytanie pojawia się ciągle w różnej formie.

Co to znaczy „rozumieć” ?

Rozumienie zakłada pewien język, aparat pojęciowy, odwołanie się do jakiegoś modelu świata, umieszczenie nowego faktu w relacji do znanych.
Tradycyjne modele świata oparte są na mitach i wierzeniach religijnych; 75% Amerykanów wierzy w biblijną opowieść o stworzeniu świata, 15% w teorię ewolucji (Pinker, s. 18).
Porównanie w co wierzą przedstawiciele różnych wyznań w USA można znaleźć na stronie ARDA (Association for Religion Data Archives).
Na model naukowy składają się płodne metafory, taki model umożliwia formułowanie szczegółowych pytań i szukanie odpowiedzi, ale jest w nim również metawiedza, "wiem, że wielu rzeczy nie wiem", ciągłe kwestionowanie pewności własnej wiedzy i konieczności jej weryfikacji i rozszerzania.

Świat ma nieskończenie wiele własności. Jak pięknie pisze William Blake nieskończoność można dostrzec w ziarnku piasku.

Upuszczanie krwi było podstawową praktyką od starożytności do końca XIX wieku (robili to cyrulicy).
Pomogło to niewielu, ale skróciło życie ogromnej liczbie ludzi! Od czasu, gdy William Harvey w 1628 r. pokazał brak skuteczności puszczania krwi minęło prawie 300 lat zanim przestało to być uniwersalną metodą leczenia.
Czy teraz jest lepiej? Weryfikacja twierdzeń o leczniczych własnościach suplementów żywności pokazała (2009), że 2/3 z nich nie jest oparta na wiarygodnych badaniach. Może nie szkodzi, ale też wiele nie pomaga.
Działa? Skąd to wiemy? Na kogo? Jak silnie? Czy ma skutki uboczne? Czy pomogło chwilowo czy trwale? Czy sprawdzono długoterminowe skutki? Co jednemu pomaga drugiego może zabić, ale zmarły nie będzie się skarżyć, a znachor zawsze znajdzie wytłumaczenie.

Mamy naturalną tendencję by wierzyć, bo dzieci muszą przez wiele lat wierzyć swoim opiekunom, inaczej by nie przeżyły.
Nauka to systematyczne obserwacje i ich weryfikacja, krytyczne myślenie, ciągłe próby falsyfikacji obecnej wiedzy. Pseudonauka głosi swoje prawdy oparte na niekwestionowanych autorytetach. Zawsze należy pytać, skąd to wiadomo, na ile głoszone twierdzenia mają realistyczne podstawy, czy są jakieś alternatywne, bardziej przekonywujące wyjaśnienia (czyli takie, które odwołują się do powszechnie akceptowanych naukowych teorii, np. genetyki i neurobiologii zamiast astrologii).
Co wiemy na pewno? Telefony działają, a stoi za nimi skomplikowana fizyka kwantowa. GPS działa z dokładnością do centymetrów dzięki satelitom na geostacjonarnych orbitach około 36 tysięcy km nad Ziemią. Gdyby nie uwzględniono poprawek, wynikających z ogólnej teorii względności Einsteina (upływ czasu zmienia się z wraz z względną prędkością, a czas na powierzchni Ziemi płynie wolniej niż na satelicie) błędy w określaniu położenia wyniosłyby około 10 km na dobę! Weryfikujemy wiedzę fizyków codziennie za pomocą technicznych urządzeń.
Wiedza naukowa składa się więc z rzeczy, co do których mamy duży stopień pewności, oraz teorii i obserwacji, których prawdziwość wymaga dalszej weryfikacji. Niestety wiele zagadnień związanych z psychiką i zrozumieniem relacji mózg-psychika-zachowanie nie jest jeszcze tak jednoznacznie ustalona jak teorie fizyki czy chemii.

Obiekcje wobec nauki są powszechne, ale zwykle nieuzasadnione.
Pierwszy zarzut: nauka nie potrafi udowodnić, że jest jedyną metodą poznawania prawdy. Ale nie ma takiej potrzeby! Wystarczy popatrzeć jakie mamy alternatywy dla zweryfikowanej wiedzy. Co jest bardziej prawdopodobne: halucynacje, kontakt z duchami, czy channeling, kontakt z istotami przybywającymi w UFO? Halucynacje wyglądają mniej atrakcyjnie, ale można je wywoływać i badać w laboratorium.
Drugi zarzut: nawet jeśli nauka odnosi sukcesy to nie znaczy, że inne metody są nieuprawnione. Jeśli są jakieś efekty, które "inne metody" przewidują lub próbują wyjaśnić, to powinno się dać je zbadać, ocenić nie tylko subiektywnie, ale też w jakiś obiektywny sposób. Bioenergoterapeuci nie produkują co prawda żadnego biopola, ale antycypacja uzdrowienia może wywołać obiektywne zmiany w organizmie pacjenta. To można zbadać i szukać wyjaśnień mieszczących się w naukowym obrazie świata. Oddziaływanie na psychikę można zmierzyć w obiektywny sposób.
Trzeci zarzut: wiedza naukowa może być ograniczona, bo nie wszystko możemy zmierzyć. Oczywiście mogą być jeszcze nie odkryte formy oddziaływań, ale albo wywołują fizyczne efekty, albo nie. Jeśli magia lub modlitwy do istot nadprzyrodzonych działają, to powinny mieć obserwowalne efekty. Systematyczne badania szukające takich efektów - np. wyjścia poza ciało, pozwalającego na zdalne szpiegowanie - nie zostały początkowo odrzucone przez "oficjalną naukę", ale ponieważ nie udało się w ten sposób zdobyć wiarygodnych informacji uznano, że są to tylko wyobrażenia i przypadkowe koincydencje, zamknięto więc takie programy badań.
Czwarty zarzut: nauka to nie wszystko, jest przecież literatura, sztuka, muzyka, etyka, religia ... To oczywiście prawda, nauka nie służy wzbudzaniu emocji, rozrywce, tworzeniu mitów, które dają ludziom nadzieję. Ale tam, gdzie wyobrażenia zaczynają pełnić magiczną rolę, pojawiają się oskarżenia o czary, zakłada się wpływ na świat fizyczny, dzieją się różne cuda, stosując naukowe metody można rozróżnić, czy mamy do czynienia tylko z iluzją, wyobraźnią, stanami umysłu, czy realnym fizycznym zjawiskiem.

Lepiej jest nie mówić, że coś jest "naukowe", a podkreślać, że jest oparte na systematycznych obserwacjach i daje się wyjaśnić w racjonalny sposób.

Nauka rozwijała się w świecie islamu początkowo lepiej niż we wczesnych wiekach średnich w Europie. Okres pomiędzy 7-14 wiekiem określa się jako "złoty wiek islamu" w którym liczni uczeni i artyści stworzyli unikalną kulturę, mająca wielki wpływ na resztę świata.
Rozwinęła się islamska nauka: fizyka, astronomia, medycyna, chemia, geografia, psychologia, socjologia, filozofia i wiele innych nauk.
Lista odkryć naukowych świata islamu jest długa. Np. do 17 wieku Ibn al-Nafiz był największym znanym fizjologiem. Dokonał wielu odkryć medycznych i napisał 80-tomową encyklopedię medycyny, jest też autorem Theologus Autodidactus, pierwszej "noweli science-fiction".
Co spowodowało upadek i odwrót od nauki w świecie islamu pomiędzy 12 i 13 wiekiem i obecny sceptycyzm wobec nauki? Nie ma tu zgodnych poglądów, ale jest szereg prawdopodobnych przypuszczeń: wojny, najazd Mongołów i zniszczenie Bagdadu (1258 rok), wyprawy krzyżowe, rekonkwista, czarna śmierć, która zabiła znaczną część mieszkańców Europy i części Azji.
Za odwrócenie się islamu od nauki wini się również perskiego uczonego Al Ghazali, który wywarł wielki wpływ na zachodnią naukę (w tym poglądy Św. Tomasza), ale późniejsza interpretacja jednego z jego licznych dzieł (Błędy Filozofów doprowadziła do zamrożenia idżtihad, czyli racjonalnej interpretacji praw szariatu, a później rozwoju całej nauki. Al Ghazali poparł doktrynę okazjonalizmu: prawa natury nie są związkami przyczyn i skutków ale racjonalnymi działaniami Boga, który jest przyczyną wszystkiego. Nieszczęścia, takie jak inwazja mongołów, są rezultatem boskich kar. Otworzyło to drogę do prymatu wiary nad rozumem.
Abdus Salam był dotychczas jedynym noblistą wyznającym islam, ale w wersji Ahmadiyya, uznawanej za heretycką, stąd jego prace zostały skrytykowane z religijnego punktu widzenia a napis na jego nagrobku w Pakistanie zamiast "Pierwszy Muzułmański Noblista" zostało tylko "Pierwszy .... Noblista".

Skąd się biorą drastyczne pomyłki, ciągnące się przez stulecia?
Korelacja wydarzeń nie oznacza związku przyczynowego, ale umysły ciągle poszukują znaczenia i ciągle je znajdują w przypadkowych związkach. Zabawne przykłady dziwnych przypadkowych korelacji są liczne, warto się zastanowić czy nie wynikają z innych, ukrytych czynników.
Zrozumienie "intuicyjne" różni się od czysto intelektualnego. Zrozumienie intelektualne to funkcja czysto poznawcza, realizowana przez dominującą (zwykle lewą) półkulę mózgu, pozwala odpowiadać na pytania testujące zrozumienie.
Zrozumienie prowadzące do właściwych decyzji nie zawsze daje się zwerbalizować, albowiem:

• czasami nie wiem, że coś wiem, gdyż uczenie utajone (implicit learning) może zachodzić poza świadomością;
• poznanie oparte na doświadczeniu prowadzi do "intuicji" opartych na złożonych ocenach podobieństwa do wcześniej oglądanych przypadków czy sytuacji.

Niestety w dzisiejszych czasach są potężne siły, które z powodu swoich interesów kwestionują odkrycia naukowe, od związku raka z paleniem tytoniu, dziury ozonowej, zmiany klimatycznych, socjobiologii, czy przemysłu farmaceutycznego. Wielkie firmy wynajmują ludzi sprawnych w komunikacji, którzy co prawda kłamią ale są bardzo przekonywujący. Astrolodzy potrafią zrobić z astronomów pośmiewisko. Każdy, kto stoi im na drodze spotyka się z wielką falą hejtu, wyzywany jest od komunistów i stalinistów. Szereg filmów dokumentuje takie historie. Jednak przez recenzję w renomowanych czasopismach tego typu propaganda nie przechodzi, więc trzeba zawsze zwracać uwagę na źródła wiadomości.

Pełne zrozumienie to funkcja całego mózgu, poznawczo-afektywna, wzbudzająca silne wrażenie "rozumienia".
Można rozumieć nie tylko werbalne przekazy, ale gesty, słowa czy muzykę.
Słowa nabierają znaczenie dzięki bezpośredniemu doświadczeniu "bycia w świecie", możliwości działania, ale bezpośrednie poznanie rzeczywistości to jedynie świadomość własnej subiektywności, a nie jakiegoś obiektywnego obrazu świata, "jakim jest naprawdę", jak głoszą różni guru new age.

Zrozumienie oznacza powstanie konfiguracji pobudzeń kory mózgu prowadzących od jednej sytuacji do drugiej przez "znajome terytorium", oraz działania mechanizmu nagrody, sygnalizującej stan "zrozumiałem".
Metafora przyklejania: obserwacje doklejają się do oczekiwań, a spływają po nas jeśli do nich nie pasują.
Wstępne wnioski:

• nowe pojęcia trudno sobie w dojrzałym wieku przyswoić (zbyt wiele wiemy i plastyczność mózgu jest mniejsza);
• każdy myśli tak jak mu na to mózg pozwala ... (neurodeterminizm, ale przyczyną naszych działań mogą być zdarzenia poza układem nerwowym, które na niego wpływają);
• rozumiemy znacznie więcej niż poprzednie pokolenia bo uczymy się pewnych rzeczy w dzieciństwie i uznajemy je za zrozumiałe.

Dlaczego (-a)×(-b) równa się a×b ? Około 1600 roku Christopher Clavius, twórca kalendarza Gregoriańskiego, wprowadza nawiasy i symbole algebraiczne. W wydanej w 1608 roku Algebrze dowodzi, że (-2)×( -3) = 2×3 jest prawdą dla liczb, ale nie dla symboli. Pisze też: "Umysł ludzki nie jest w stanie uchwycić powodów, dla których niewiadome i ich znaki zachowują się w taki sposób." Czemu my nie mamy z tym problemu? Dopiero w 1830 roku w G. Peackok w Treates of Algebra definuje "symboliczną naukę" którą de Morgan nazywa "zaczarowanymi symbolami szukającymi w świecie swojego sensu" (D.M. Burton, History of Mathematics: An Introduction. McGraw Hill 2007).
Problem Gottfrieda Wilhelma Leibniza: jak większa liczba dzielona przez mniejszą, może dać to samo co mniejsza przez większą? Np. -1/+1 = +1/-1. Liczby ujemne to jakieś bzdury! Dlaczego Leibniz tego nie mógł zrozumieć? Dlaczego Pitagorejczycy otoczyli liczby niewymierne wielką tajemnicą? Dlaczego tak trudno było zrozumieć liczby zespolone? W 19 wieku Benjamin Peirce napisał, że równania Eulera nie potrafimy zrozumieć, nie wiem co ono znaczy ale musi być prawdziwe bo potrafimy je udowodnić; dopiero matematyka kognitywna wyjaśniła jego sens, odnosząc występujące w nim wielkości matematyczne (e, pi, i) do naszego działania w świecie, procesów cyklicznych i samoregulacji.
Jak to możliwe, by woda H2O = H2 + O rozkładała się na wybuchowe gazy? Filozof może uznać taki pogląd za pomyłkę kategorialną: gazy i ciecze mają zupełnie inne własności, jak z gazów może powstać ciecz? Jak głos może zamienić się w prąd i być oderwany od ciała? Warto przeczytać pełne zdziwienia uwagi Józefa Piłsudskiego , który nagrywał swój głos: „Stoję przed jakąś dziwaczną trąbą i myślę, że głos mój ma się oddzielić ode mnie i pójść gdzieś w świat beze mnie, jego właściciela." Czy obraz może być układem dziurek na płycie? To tylko informacja, nie wystarcza by powstał obraz, potrzebny jest jeszcze odczytujący ją system. Podobnie mózgi i umysły, mają zupełnie inne właściwości, więc jak świat umysłu może powstać z pobudzeń neuronów? Same neurony nie wystarczą, potrzebna jest cała struktura, która reaguje na ich pobudzenia.
Czy jesteśmy wstanie zrozumieć cokolwiek nowego, czy tylko się do tego przyzwyczajamy? Max Planck w 1900 roku odkrył kwanty, ale nigdy nie mógł się do swojego własnego odkrycia przekonać, traktując je jako matematyczny trik. W "Scientific Autobiography" napisał: "Nowe idee nie zostają zaakceptowane dzięki temu, że starsi uczeni się do nich przekonują, tylko dzięki temu, że wymierają."

Mózg tworzy przekonania, szuka wzorców skojarzeń, pozwalających powiązać ze sobą elementy doświadczenia. Jest to konieczne na każdym etapie, od percepcji przez tworzenie wyobrażenia o sobie, rozwoju swojej osobowości.
Kolejnym etapem jest doszukiwanie się czynników sprawczych: co za tym stoi? Jeśli widać ślady to ktoś je zostawił - czy to potencjalny drapieżnik czy też ofiara?
Powstające przekonania nadają znaczenie postrzeżeniom, pozwalają im przypisać wartość. Znacznie łatwiej jest teraz dostrzec i zapamiętać wszystko, co pasuje do naszych przekonań, a nie zauważyć tego, co do nich nie pasuje.
Przekonania określają nasz sposób postrzegania rzeczywistości, bardzo rzadko udaje się je zmienić.
Nauczanie kognitywistyki jest znacznie trudniejsze niż nowych zagadnień co do których nie mamy silnie uformowanych przekonań, bo każdy z nas ma wiele wyobrażeń na tematy związane z działaniem umysłu, świadomością, swoim ja.

Zrozumienie pozwala na integrację nowych pojęć w istniejącej siatce pojęciowej, którą już mamy, jest więc przyzwyczajeniem do myślenia przy użyciu nowych pojęć. Raz utworzoną siatkę pojęciową trudno jest zmienić i pojęcia, które do niej nie pasują, są odrzucane, nie można ich zintegrować z centralnymi pojęciami, które często pojawiają się jako spontaniczne myśli, nie mają więc większego wpływu na procesy umysłowe.

Zrozumieć nie oznacza możliwości przewidzenia wszystkich szczegółów: rozumiemy proces spadania liścia z drzewa, ale nie możemy przewidzieć, gdzie dokładnie upadnie gdy wieje wiatr (w odróżnieniu od toru lotu pocisku, który daje się dokładnie obliczyć).
Rozumiemy, że telefony działają, wytwarzając fale elektromagnetyczne, przekazując sygnały przez stacje bazowe do odbiorcy, ale nie mamy pojęcia jak są skonstruowane, jak działają obwody scalone czy systemy informatyczne, obsługujące komunikację. Nie mamy jednak poczucia braku zrozumienia działania telefonu z powodu nieznajomości wszystkich szczegółów.
Podobnie będzie z umysłem, możemy rozumieć ogólne zasady działania umysłów, ale nie da się zrozumieć wszystkich szczegółów indywidualnego zachowania.
Filozofowie skupili się na pojęciu prawdy, ignorując w znacznej mierze kwestie zrozumienia i formowania się przekonań i nowych pojęć, a to jest sprawa kluczowa dla kognitywistyki.

A więc: czy umysł może zrozumieć sam siebie?

Co możemy zrozumieć? Czy możemy zrozumieć najprostsze obiekty, np. atom wodoru? Ciągle jeszcze pojawiają się na ten temat prace fizyków i nie widać końca!
A komórkę naszego ciała? Jedną z 10¹⁴ komórek? W ciągu sekundy powstaje 10 milionów nowych komórek i tyle umiera. Beznadziejne! W każdej komórce zachodzi ok. 650.000 różnych reakcji chemicznych, w których uczestniczy 25.000 różnych białek (nazywa się to "interkonektomem"). Dotychczas poznano ułamek procenta tych reakcji (Stumpf i inn 2008). Nie da się nawet zapamiętać nazw wszystkich białek! Więc nie da się zrozumieć biologicznej komórki?
Biologia systemów rozwija się pomimo tego szybko, chociaż pojedynczy człowiek może poznać tylko niektóre procesy to wspólna wiedza ekspertów z danej dziedziny jest znacznie większa, chociaż jest nadal daleka od pełnego poznania. W coraz większym stopniu będziemy polegać na modelach komputerowych, które nie mają naszych ograniczeń dotyczących pamięci i złożoności procesów, które potrafią symulować.

A więc nauka nie rozumie! Nie do końca jest to prawda ... a już na pewno nie jest to argument za innymi drogami do zrozumienia świata.
Nie rozumiemy - i nigdy możemy nie zrozumieć - wszystkich szczegółów, ale możemy zrozumieć ogólne zasady.
W pewnym sensie brak zrozumienia nam nie przeszkadza: fizycy nie pytają w koło "czym jest czas", albo "ładunek", zadowalając się zdolnością do mierzenia i przewidywania kiedy gromadzą się ładunki i jaki jest tego efekt (nieliczni fizycy próbują tworzyć modele sprowadzające wszystko do geometrii czasoprzestrzeni, ale nic z tego nie wychodzi). Biolodzy nie badają "życia" w oparciu o jakąś precyzyjną definicję, bo takiej definicji nie mamy. "Nauki o życiu" obejmują genetykę, biologię molekularną, medycynę i wiele innych szybko rozwijających się obszarów. Nauki przyrodnicze, w odróżnieniu od matematycznych, nie rozwijają się dzięki precyzyjnemu definiowaniu pojęć, tylko dzięki badaniu struktur, mechanizmów działania i relacji pomiędzy stanami opisywanych systemów.
Czy kognitywistyka może przestać pytać "czym jest świadomość", zadowalając się wiedzą o tym, w jakich warunkach powstają wrażenia świadome i jakie struktury w mózgu muszą się w to angażować? Czy jej cele mogą być bardziej ambitne niż cele fizyki? Ciągłe powtarzanie "nie rozumiemy" stwarza wrażenie, że tak rzeczywiście jest. Tymczasem trudno znaleźć konkretny eksperyment, którego nie potrafimy zrozumieć - może więc ten pozorny brak zrozumienia wynika ze zbyt ogólnych pojęć, które próbujemy używać, takich jak "świadomość", "pamięć" czy "inteligencja"?
W psychologii często używa się definicji operacyjnych , czyli podania procedur pomiarowych pozwalających na określenie mierzonych wielkości. Mamy kilka testów mierzących inteligencję czy kreatywność, ale wyniki nie są w pełni ze sobą skorelowane. To oznacza, że testy te mierzą nieco inne aspekty działania mózgu, ale wyniki tych testów mogą być użyteczne w różnych zagadnieniach.

W wyniku rozwoju nauki niektóre fakty się wiele nie zmienią: istnieją geny, są różne typy neuronów, mają specyficzne funkcje; w wyniku uczenia się rośnie gęstość połączeń neuronów w mózgu, tworzą się nowe. Wiedza w podręcznikach szkolnych niewiele się zmieni. Wiedza o szczegółach mechanizmów odczytywania informacji zawartej w DNA zmienia się bardzo szybko, ale geny nadal są istotne.
Medycyna molekularna rozwija się szybko i na poziomie molekularnym udało się nieliczne procesy zrozumieć w szczegółach. Nawet długą podróż odbyć można idąc małymi krokami (przysłowie chińskie).

Podsumowując:

• Rozumiemy w znacznym stopniu działanie mózgu i relacje mózg-umysł, chociaż nadal nie znamy wiele szczegółów.
• Wszystko, co udało się dotychczas zrozumieć, jest w pewnym sensie proste jeśli jesteśmy to gotowi zrozumieć.
• Nowa koncepcja jest zawsze drobnym krokiem na drodze do pełnego rozumienia.
• Dodajemy ją do istniejącej teorii, zrozumiałej dla specjalistów.
• Jednak zrozumienie zaawansowanych teorii wymaga wielu lat studiów!

Twierdzenie Gödla: w każdym niesprzecznym systemie formalnym (obejmującym arytmetykę) istnieją prawdy, których nie da się udowodnić w ramach tego systemu.
Dla każdego systemu logicznego zawierającego w sobie aksjomaty arytmetyki liczb naturalnych istnieją zdania, których nie można w nim dowieść, albo jest to system wewnętrznie sprzeczny.
Wniosek (R. Penrose i inni): ludzie potrafią wyjść poza reguły, a jak wynika z twierdzenia Gödla systemy formalne (takie jak programy komputerowe) tego nie potrafią, nie mogą myśleć tak jak ludzie. Jesteśmy wspaniali i żadna maszyna taka nigdy nie będzie!

Pięknie, ale niestety nie jest tak dobrze. Systemy sztucznej inteligencji nie działają w oparciu o zbiór aksjomatów. Tak działały systemy dowodzące twierdzenia matematyczne. Systemu uczące się nie mają ustalonych reguł działania, tworzą skojarzenia na podstawie obserwacji. W efekcie mając dostęp do wielu różnych informacji stają się nieprzewidywalne.
Twierdzenie Gödla jest często nadużywane by pokazać wyższość umysłu nad komputerami. Ograniczenia umysłu ludzkiego są znacznie większe niż te, które wynikają z twierdzenia Gödla . Szybkość myślenia, ograniczenia pamięci roboczej i długotrwałej, zdolność do analizy złożonych struktur ogranicza nas bardziej niż chcemy przyznać.
Z twierdzenie Gödla nie wynikają żadne rzeczywiste ograniczenia dla sztucznej inteligencji. Można skonstruować programy formułujące zdanie Gödlowskie na meta-poziomie, który będzie zbyt skomplikowany, by człowiek był zdolny go prześledzić.
Przypuszczenie: żaden sztuczny umysł nie może w pełni znać swojej specyfikacji (a więc odpowiadać na pytania związane z wszystkimi szczegółami swojej budowy, łącznie z pamięcią), gdyż jego pamięć robocza musiałaby zawierać nie tylko swój własny opis, ale i opis całej reszty systemu.
Nie oznacza to jednak, że nie potrafi jej po kawałku wczytywać i odpowiadać na pytania z nią związane, lub potraktować schematycznie, a więc użyć opisu na wyższym poziomie abstrakcji.
W szczególności dzięki komputerom projektuje się coraz bardziej złożone komputery, a proces ten ulega stopniowej automatyzacji, więc powstaną w pełni autonomiczne programy i fabryki, które będą mogły tworzyć coraz bardziej złożone urządzenia komputerowe.

Gdyby mózg był tak prosty, by dał się w pełni zrozumieć, to jego posiadacze byliby zbyt głupi, by go zrozumieć ... To pozornie głębokie stwierdzenie, ale nie rozróżnia procesów związanych z pamięcią (które można przenieść do pamięci na zewnątrz systemu) od procesów analitycznych, które nie muszą być wcale tak złożone. Maszyna Turinga daje się zrealizować stosunkowo prosto i może wykonać dowolny algorytm. Zrozumienie dostatecznie złożonych algorytmów przekracza jednak możliwości pojedynczego człowieka (już teraz mamy dziesiątki milionów linii kodu w różnych programach). Jak zobaczymy systemy uczące nie posługują się logiką i nie działają na poziomie symbolicznym, krytyka oparta na twierdzeniu Gödla ich nie dotyczy.

Myślenie symboliczne, na poziomie logiki, prowadzi do różnych paradoksów, np. paradoksu kłamcy: pewien człowiek mówi, że kłamie; czy to co mówi jest prawdziwe czy fałszywe?
Powiedz coś o sobie: jeśli będzie to prawda, zostaniesz powieszony, jeśli fałsz zostaniesz ścięty. Co powiesz?

Zrozumieć umysł oznacza zredukować opis działania mózgu do jak najprostszego poziomu.
Umysł to funkcja mózgu, która jest wynikiem organizacji układu nerwowego. Co musimy rozumieć by wiedzieć, jak działa mózg? Jak działają neurony? Neurochemia w mózgu? Fizyka molekularna? Czy potrzebna jest ogólna teoria wszystkiego?
Trzeba wiedzieć, co i jak upraszczać, tak by tworząc modele nie zgubić istotnych funkcji. Dlatego superdokładny model może nie być osiągalny ani potrzebny, ale częściowe zrozumienie konkretnych zjawisk jak najbardziej jest możliwe.

Mechanika kwantowa opisuje świat cząsteczek i reakcji chemicznych.
Chemia jest więc częścią fizyki, ale nadal używa własnych pojęć i metod.
W fizyce nadal jest pełno pojęć opartych na fenomenologii, a nie tylko na pojęciach mechaniki kwantowej, redukcja nie udała się w pełni.

Biologia powinna się zredukować do chemii i fizyki?
Biologia molekularna jest częścią biochemii, modelowanie białek to domena biofizyki. Medycyna opiera się na biochemii i biologii molekularnej. Tradycyjne działy biologii i medycyny, np. fizjologii czy patologii, opierają się na klasyfikacji obserwacji fenomenologicznych, ale ich molekularne gałęzie rozwijają się szybko.

Organizmu nie można zrozumieć tylko na podstawie jego budowy!
Własności organizmów wynikają z środowiska, niszy ekologicznej w której się rozwijają, sposobu zdobywania pożywienia i sposobu rozmnażania, interakcji z innymi organizmami.

Czy możliwa jest redukcja stanów umysłu do stanów mózgu?
Wzajemne wpływy materii na umysł są oczywiste: łatwo na umysł wpływać.
Czy myśl jest pierwotna, niezależna, czy też wynika z procesów zachodzących w mózgu? Czy istnieje wolna wola? Co by to oznaczało?
Zgodnie z redukcjonizmem zjawiska psychiczne to nic innego niż procesy zachodzące w mózgu.
To w zasadzie prawda, ale jakże uboga ... fizyka niewiele nam powie o koniku polnym i przyczynach jego zachowań.

W układach złożonych wyłaniają się istotnie nowe jakości.
Czy ilość może przejść w jakość, a jeśli tak, to jak?
Ilość przechodzi w jakość dzięki oddziaływaniom, powstaje nowa organizacja i własności emergentne:

• jony mają inne własności niż obojętne atomy,
• z mieszaniny gazów powstaje woda i inne płyny,
• z mieszaniny prostych cząsteczek chemicznych powstają złożone związki,
• z materii mózgu powstaje substrat, w którym formują się umysły, w mózgach o różnej złożoności mają odmienne własności;
• ze zbioru ludzi o różnej wielkości powstają grupy społeczne, subkultury, społeczeństwa.

Angielski filozof John Stuart Mill zauważył znaczenie emergencji już w 1872 roku, pisząc (Mill JS. A System of Logic. 1872. Bk.III, Ch.6, §1):

Wszystkie zorganizowane ciała składają się z części, podobnych do tych, które składają znajdujemy w materii nieorganicznej [...]; ale zjawiska życia, które wynikają z zestawienia tych części w określony sposób, nie mają analogii do jakichkolwiek skutków, które byłyby wywołane działaniem substancji składowych uważanych za zwykłe czynniki fizyczne. Bez względu na to, jak dokładnie moglibyśmy sobie wyobrazić naszą wiedzę o właściwościach składników żywego ciała [...] jest pewne, że suma oddzielnych działań tych elementów nigdy nie będzie równoznaczna z działaniem żywego ciała.

Ta własność nazwana została "emergencją", a emergentne prawa dotyczą faktów, które nie znajdują pełnego wyjaśnienia na bardziej szczegółowym poziomie opisu.
Michael S. Gazzaniga, jeden z twórców kognitywnych neuronauk, napisał (Neuroscience and the correct level of explanation for understanding mind, Trends Cogn Sci. 1; 14(7): 297–292, 2010): "Zrozumienie jak funkcjonuje każdy poszczególny neuron nadal nam zupełnie nic nie powie w jaki sposób mózg wytwarza stany mentalne".
Nietrudno przewidzieć, że głodny człowiek posadzony przy stole sięgnie po jedzenie - czy można przewidzieć takie zachowanie na poziomie biochemicznym? Stoją za tym pobudzenia płynące przez miliardy synaps i niezliczone procesy biochemiczne, ale mierząc reakcje fizjologiczne, pobudzenie określonych grup neuronów w reakcji na zapach czy widok pożywienia, można określić prawdopodobieństwo pewnych zachowań.
Jakie mamy przykłady emergentnych zjawisk? Jak wyglądają wzajemne wpływy bardziej złożonych zjawisk na mniej złożone i odwrotnie? Nietrudno jest samemu to zacząć zauważać.

Widzimy tylko to, co potrafimy zauważyć, do czego jesteśmy przygotowani ewolucyjnie ... Ten problem zauważony został przez Immanuela Kanta.
Kopyto jest odbiciem płaskiego terenu stepowego, oko odbiciem światła, skrzydło odbiciem powietrza a płetwa ryby obiciem wody (jak sformułował to Konrad Lorenz).
Struktury organizmów dopasowane są do warunków, w których powstawały. Przystosowanie jest poznaniem środowiska przez organizm.
Kant prowadząc rozważania filozoficzne odkrył, że istnieją wrodzone (aprioryczne) struktury poznania u człowieka.
Wniosek: świat jest niepoznawalny, bo odnajdujemy w nim wrodzone nam struktury myślenia, postrzegania, wyobrażenia. Obserwując świat widzimy jedynie siebie! (lub bardziej precyzyjnie, widzimy to co jest w naszym interesie).
Nie możemy więc poznać rzeczywistości, tylko konstruować jej niedoskonały model. Zgodnie z ewolucyjnym punktem widzenia postrzegamy tylko to, co daje nam jakieś korzyści, a więc zwiększa szanse przeżycia, zdobycia pożywienia, pozostawienia potomstwa.

Epistemologia konstruktywistyczna uznaje wszelką wiedzę za próbę wyjaśnienia rezultatów pomiarów i bezpośrednich obserwacji za pomocą zmysłów przez konstruowanie modeli świata. Radykalny konstruktywizm to teoria poznania rozwijana przez von Glasersfelda i innych, podkreślająca, że wiedza jest wynikiem dynamicznej adaptacji układu poznawczego tak, by osiągnąć sensowną interpretację przeżywanych doświadczeń. Na poziomie świadomym doznajemy tylko stanów swojego mózgu, postrzegamy czy odczuwamy tylko to, na co mózg nauczył się reagować.
Neurosocjologia jest stosunkowo nową dziedziną, która bada wpływ wzajemnych relacji pomiędzy neurobiologią i możliwościami adaptacyjnymi mózgu a społecznymi formami życia, wymuszającymi te adaptacje dla sprawnej komunikacji i kooperacji.

Twierdzenie, że poznanie jest z tego powodu niemożliwe jest jednak przesadne.
To oznacza jedynie, że aby naprawdę coś zrozumieć, trzeba przede wszystkim znać możliwości i ograniczenia własnego aparatu poznawczego i nauczyć się poza nie wychodzić, jeśli to tylko możliwe.
Więcej na temat zrozumienia pojęcia znaczenia, sensu zagnieżdżonego znacznie głębiej niż słowa, można przeczytać w książce Marka Johnson "Znaczenie ciała, Estetyka rozumienia ludzkiego" (2015). Głęboki sens wyrasta z reakcji całego naszego jestestwa na zdarzenia i obserwacje, wynika więc z naszych cielesnych uwarunkowań.

Jaka jest rola matematyki w poznaniu naukowym?
Matematyka oferuje nam bardziej ogólny język, niż tylko opis słowny.
Wszystko, o czym da się mówić, można ująć w pewien model matematyczny.
Nie wszystkie modele matematyczne dają się wyrazić przy pomocy słów języka potocznego.
Matematyka oferuje większe możliwości opisu rzeczywistości, w szczególności procesów ciągłych.
Model matematyczny burzy nie jest burzą, ale czy model umysłu jest umysłem? To już bardziej subtelne pytanie.

Heinz von Foerster zadał to pytanie w ramach cybernetyki, nauki o sterowaniu i przepływie informacji: jak można wykorzystać umysł do zrozumienia umysłu?
Prowadzi to do analizy systemów, które oddziałują same ze sobą, adaptujących się do zmiennych warunków tworzonych częściowo przez własne działania, samo-organizujących się i autonomicznych.
Badania w tej dziedzinie są obecnie intensywnie prowadzone (np. Humberto Maturana, Gordon Pask, Francisco Varela), część z nich jest na pograniczu biologii i nauk o życiu, część nauk społecznych i psychologii.

Czy istnieje alternatywny język pozwalający na zdobywanie wiedzy?
Ruchy “New Age” głoszą, że głęboka wiedza o naturze umysłu objawia się w stanach świadomości osiąganych na drodze medytacji.
Wykrywają w ten sposób np. świadomość w roślinach, telepatię u królików itp. rewelacje, powołując się często na te same rezultaty zdyskredytowanych eksperymentów sprzed pół wieku.
Niestety, to tylko złudzenia wynikające z naiwnej interpretacji eksperymentów, samooszukiwania się, nie jest to nowa wiedza, tylko wynik bezwładności myślenia, trzymania się "starożytnych mądrości".
Czy fakt, że w różnych kulturach ludzie praktykujący medytację osiągają podobne stany świadomości oznacza, że docierają do innych poziomów rzeczywistości?
Ken Wilber napisał na ten temat wiele książek, zachęcając do rozwijania "nauki translogicznej", uwzględniającej stany mistyczne.
Nauka to systematyczna weryfikacja hipotez, próba ich falsyfikacji. Alternatywą mogą być tylko przesądy ...
W przypadku stanów mistycznych można prowadzić eksperymenty z osobami, które poprzez systematyczną praktykę medytacji osiągają mistyczne stany świadomości.
Najprostszym wyjaśnieniem podobieństwa tych stanów w różnych kulturach nie jest zakładanie istnienia innych poziomów rzeczywistości, tylko powstania specyficznych stanów mózgu, wynikających z wspólnej neurobiologii, ale podlegających różnej interpretacji w różnych kulturach.
Wiele eksperymentów z użyciem neuroobrazowania pozwala na badanie procesów zachodzących w mózgu w czasie przeżywania takich stanów, jest to temat ciekawych prac, prowadzonych np. przez Mind and Life Institute.

Język używa dyskretnych symboli, a świat nie jest dyskretny.
Jeśli mówimy, że A wpływa na B, to jak silnie i w jakich warunkach? Czy to znaczy, że A jest przyczyną B?
Co oznacza np. stwierdzenie: prognozy pogody w Polsce sprawdziły się w 80%?
Ile razy? Ale jest wiele innych czynników: W ilu miejscach? Pod jakim względem? Jaka była tolerancja? Jeśli temperatura różni się o 1 stopni to rzadko się to sprawdza, jeśli o 10 to prawie zawsze.

Czy nauka może się całkowicie mylić?
Systematycznie podważając swoje założenia usuwa błędy dość szybko. W przeszłości przyjmowano za prawdziwe wiele przypadkowych, jednostkowych obserwacji, bez rozumienia kontekstu i systematycznej weryfikacji. Co gorsza, zaufanie do nauki podważyły wielkie firmy, wspierające badania naukowe tylko po to, by zaciemnić sytuację - tak było w przypadku wpływu palenia czy azbestu na raka płuc, pestycydów i Bisfenolu A używanego do produkcji plastiku na zdrowie, hormonów w spożywanym mięsie, przyczyn wymieranie owadów. Badania miały na celu zwiększanie wątpliwości, przez wskazywanie licznych dodatkowych czynników, które mogły wywoływać podobne skutki. Uznanie faktów w niektórych przypadkach trwało kilkadziesiąt lat, a stało się możliwe tylko dzięki badaniom finansowanym publicznie, badania finansowane przez duże firmy były często zmanipulowane. Powstały całe organizacje, takie jak junkscience.com, które manipulują opinią publiczną. Belgijski film "Twórcy manipulacji" (2019) ilustruje wiele takich historii.
Na początku 21 wieku powstała nowa specjalność naukowa, agnotologia, zajmująca się badaniem i szerzeniem niewiedzy, hamującej postęp nauki. Udało się w znaczniej mierze ograniczyć szkodliwe praktyki wielkich firm. W efekcie wielu ludzi nie potrafiących zrozumieć podstawowych faktów naukowych opera się na internetowych memach, zupełnie bzdurnych i nie zweryfikowanych wiadomościach. Lata pracy setek naukowców mają mniejszy wpływ na opinię publiczną niż jeden mem w sieciach społecznościowych, który rozpowszechnia informacje o biochipach w szczepionkach na Covid, która mają umożliwić zdalne sterowanie ludźmi dzięki technologii bezprzewodowej telefonii 5G.
Produkcja memów na zlecenie grup interesów - biznesowych jak i politycznych - oraz brak weryfikacji przez dających się ogłupić i powielających takie informacje ludzi coraz bardziej utrudnia zrozumienie świata. Konserwatyści oskarżają ekologów wyzywając ich od lewaków i komunistów, zastępują dyskusje merytoryczne propagandą.

Czy naprawdę wiemy, czy tylko się nam wydaje? Liczba przypadkowych odkryć na początku 20 wieku bardzo zmalała, za to liczba odkryć wynikających ze zrozumienia zjawisk, z mechaniki kwantowej i innych teorii wzrosła, prowadząc do rozwoju elektroniki. Czy bez rzeczywistej wiedzy byłoby to możliwe?
Nie należy mylić nauki z praktyką medyczna, np. nadużywaniem antybiotyków przez lekarzy. Może robimy jakieś błędy w ocenach, zwłaszcza skutków działania na dłuższą metę, ale mamy systematyczną metodologię, nieustanne sprawdzanie skutków, wyrafinowaną statystykę pozwalająca na weryfikację co jest przypadkiem a co istotną przyczyną.
Odkrywanie faktów jest główną funkcją nauki, przewidywanie przyszłości trudno nazwać odkrywaniem faktów, ale można się starać wykorzystać naukowe metody do przewidywań dokonując odpowiednich założeń i weryfikując je na dostępnych danych. Futurologia to jednak nie taka sama nauka jak biologia molekularna czy fizyka.

Może przeszkodą jest zbyt wielka złożoność mózgu, której nie da się zrozumieć?
Czy pełne zrozumienie umysłu jest konieczne do budowy podobnie działających systemów?
Ogólne zasady działania układu nerwowego mogą wystarczyć.
Samoloty to nie ptaki i przed ich budową niewielu ludzi wierzyło, że latanie jest możliwe (lord Kelvin jednoznacznie stwierdził, że nie jest to możliwe), a teraz wszystko lata, wystarczyło zrozumieć ogólne zasady.
Rower, motocykl i samochód zastąpiły konie, nie trzeba było tworzyć pojazdów kroczących.

Umysł może zrozumieć siebie na poziomie ogólnych zasad, nie należy się jednak spodziewać prostych, jednoznacznych szczegółowych odpowiedzi.
Za zachowanie odpowiedzialne są stany mózgu, które zmieniają się zarówno w sposób stopniowy jak i gwałtowny, w zależności od całego stanu mózgu (wewnętrznego kontekstu) - czy można to opisać werbalnie, czy możliwa jest konceptualizacja takich procesów?
Potrzebujemy modelu pozwalającego na zrozumienie mechanizmów, formułowanie nowych pytań i stawianie hipotez.
Model ten wyjaśni nam jak funkcjonuje osoba np. odczuwająca synestezje, ale to nie znaczy, że będziemy wiedzieli jak się czuje; trzeba odróżnić wyjaśnienie intelektualne, opis zjawiska, od jego wewnętrznej struktury i własnego przeżycia pewnych stanów.

Czy model wyjaśniający świadomość, uczucia, reakcje człowieka doprowadzi do degradacji ludzkiego ducha?
To nieuzasadnione obawy, choć często dajemy sobie je wmówić przez ludzi, którzy sądzą, że tylko ich przekonania mogą być podstawą moralną dla życia społecznego.
Nasz stosunek do świata kształtuje się znacznie wcześniej niż zdolności do rozumienia procesów umysłowych i studia kognitywistyki, abstrakcyjne zrozumienie niewiele tu zmieni.
Zrozumienie relacji pomiędzy DNA a życiem zbiegło się w czasie z rozwojem ekologii i docenianiem bioróżnorodności.
Są liczne inne niebezpieczeństwa związane z rozwojem nauki i technologii: możliwości lepszej manipulacji ludźmi (np. neuromarketing, lub badanie politycznych preferencji).
Pełne zrozumienie umysłu powinno nam pomóc zrozumieć, gdzie mamy szukać prawdziwego szczęścia, a nie tylko uzależnień od nawyków i rozrywki.

Intuicje są zawodne, nie mówią nam nic o szczegółach działania naszego organizmu, a zwłaszcza mózgu.
Jest coraz więcej do poznania, każde nowe odkrycie prowadzi do wielu nowych pytań, ale możemy poznać ogólne zasady działania umysłu. Nie ma sensu mówić o poznaniu świata, jakim on naprawdę jest. Świat jest różny dla różnych organizmów, różnych umysłów mających odmienny aparat poznawczy.

Rożne dziedziny nauki wnoszą nową wiedzę do rozumienia umysłu.
Psychologia próbuje ustalić reguły, dostarcza wiedzy opisowej, ale nie sięga głębszych ukrytych mechanizmów.
Neurodynamika procesów zachodzących w mózgu może być zbyt skomplikowana by dała się opisać za pomocą prostych reguł, których szuka psychologia.
Te dziedziny nawzajem się uzupełniają; każda mówi nam o innym aspekcie działania umysłu, opisuje go na innym poziomie operując specyficznym językiem, dając w sumie pełniejszy opis.
Żaden model naukowy nie zastąpi ani nie wyczerpie rzeczywistości, ale może pomóc w podejmowaniu racjonalnych decyzji.

Czy zrozumienie swojego umysłu nie popsuje nam radości życia?
Czy wiedza, że na ekranie są tylko rozbłyski, psuje nam przyjemność oglądania filmu? Czy wiedza o technicznych aspektach robienia zdjęć zmniejsza przyjemność oglądania zdjęć zrobionych dobrego fotografa?
Czy wiedza o tym, jak dochodzi do zapłodnienia i jak dzielą się komórki popsuła komuś radość macierzyństwa?
Czy żeby się cieszyć życiem musimy pozostać całkowitymi ignorantami, czy też radość rozumienia pomoże nam docenić rzeczywistość taką, jak widzi nią nauka?
Trzeba rozróżnić perspektywę wewnętrzną od zewnętrznego, obiektywnego opisu zjawisk.
Większość z nas wyrasta z wiary w bociany i świętego Mikołaja, ale wiara w dusze wędrujące do nieba utrzymuje się znacznie dłużej. Wiedza o tym, jak mózgi tworzą umysły i jakie są konsekwencje uszkodzeń mózgu, może być dla nich szokująca.

1.2 Kognitywistyka: skąd się wzięła?

Wiele wątków doprowadziło do rozwinięcia się kognitywistyki.

Szybki rozwój nauki: wprowadzenie metod eksperymentalnych przez Galileusza (XVII wiek). Panowało przekonanie, że umysłu nie można badać naukowymi metodami. Laboratoria psychologiczne zaczęły się rozwijać dopiero w drugiej połowie XIX wieku.
Wiek XVII i XVIII zajęły dyskusje filozoficzne, rozpoczęte przez Kartezjusza. Angielski lekarz David Hartley (1749) w swojej książce opisał umysł jako funkcje mózgu, a za przyczynę wrażeń umysłowych uznał wibracje nerwów. Uczenie się jest według niego asocjacją tych wibracji. W ten sposób wyprzedził swoją epokę o dwa stulecia.
Frenologia: Josef Gall i Johan Spurzheim, medycy i anatomowie, opracowali (1790-1810) szczegółową teorię lokalizacji funkcji mózgu. Gall wniósł znaczny wkład do anatomii mózgu. Frenologia łączyła rozwój struktur kory mózgu z wypukłościami i wklęsłościami czaszki. Kranioskopia, pomiary kształtu czaszki, decydowały o cechach umysłu i charakteru; testy przydatności zawodowej. 27 obszarów uznano za związanych ze skłonnościami do stałości, ostrożności, duchowością, kochliwością, opiekuńczością, zdolnościami językowymi i wieloma innymi. Tysiące obserwacji potwierdzały ich system. Kształt czaszki nie ma wiele wspólnego z kształtem mózgu! Frenologia była całkowicie błędna. Została jednak wyśmiana z niewłaściwego powodu: głoszenia częściowo prawdziwych poglądów - możliwa jest lokalizacja funkcji, chociaż nie taka, jak sądzili frenolodzy! Procesy umysłowe są wynikiem działania mózgu, wiele cech charakteru to cechy wrodzone, a mózg składa się z lokalnych obszarów pełniących wyróżnione funkcje - w XIX wieku sądzono, że pod czaszką kryje się jakiś duch, substancja nie mająca części, która ożywia człowieka.
Introspekcja jako metoda badania świadomości była początkowo powszechnie stosowana w psychologii. Wyniki były prawie zawsze zgodne z przyjętymi założeniami, więc każdy dowodził tego, co chciał. Czy naprawdę każdy najlepiej wie, co się dzieje w jego umyśle? Niestety, nasza wiedza to tylko teoria dotycząca własnego umysłu. Tu słowo "teoria" jest użyte w sensie potocznym, czyli subiektywne przypuszczenia, a nie "teoria naukowa", czyli zbiór uporządkowanych, zweryfikowanych i spójnych faktów. Laboratorium eksperymentalne Wilhelma Wundta, Lipsk 1879 badało skojarzenia i mierzyło czasy reakcji, unikając metod opartych na introspekcji.
W USA pragmatyzm stosowano w psychologii i edukacji. Edward Thorndike rozwijał teorie uczenia się, efektywności kary i nagrody. Koncepcja istnienia świadomości stała się bardzo podejrzana. Szkoła behawiorystów ok.1920 roku uznała “subiektywne pojęcia” (wrażenia, myślenie, uczucia) za nienaukowe. Behawioryzm badał tylko obiektywnie mierzalne reakcje. Szczur w labiryncie to najlepszy obiekt badań. Według behawiorystów nie ma wrodzonych predyspozycji, umysł to tabula rasa, są tylko wyuczone reakcje.

Introspekcja nie doprowadziła do zrozumienia umysłu. Behawioryzm uznał umysł za źle określoną koncepcję, podobnie jak koncepcja duszy.
Dlaczego behawioryzm tak długo zdominował psychologię? Dopiero rozwój komputerów to zmienił - modele obliczeniowe pokazały jasno, że pomiędzy percepcją a działaniem musi być wiele nieobserwowalnych (z zewnętrznego punktu widzenia) procesów.
Fizycy stworzyli abstrakcyjne modele atomów i molekuł zakładając istnienie nieobserwowalnych struktur (np. funkcji falowej). Nie da się bez abstrakcyjnych pojęć stworzyć dobrego modelu rzeczywistości.

By szukać, trzeba najpierw znaleźć. Paradoksalne?
Zwykle ogólne zasady zmieniają się rzadko, paradygmaty trwają długo, szczegółów przybywa aż paradygmat ich nie pomieści i musi się zmienić. Coś już rozumiemy, stawiamy hipotezy, sprawdzamy czy nowe modele działają (wyjasniają zjawiska) lepiej niż poprzednie, czy przewidują nowe zjawiska, porównujemy z eksperymentem. W końcu znajdujemy nową hipotezę, dzięki której możemy rozpocząć nowy proces poszukiwań lepszego modelu.

Sztuczna inteligencja powstała w połowie lat 50. Projekt Allena Newella i Herberta Simona “General Problem Solver” (1957-1969) pomógł zrozumieć złożoność zagadnienia. Logika i rozumowanie nie doprowadziły do sformułowania “algorytmu myślenia”. Kosztowna lekcja: japońskie komputery 5 generacji z lat 1982-1994, oparte o wnioskowanie logiczne, w niewielkim stopniu przyczyniły się do postępu w sztucznej inteligencji.

Wiedza oparta na ogólnych zasadach nie wystarczy, potrzebna jest wiedza specyficzna dla danej dziedziny czy problemu.
Nie znamy metody "uczenia myślenia", ale są liczne próby w tym kierunku, np. za pomocą szachów.
“Ministerstwo Rozwoju Ludzkiej Inteligencji”, Wenezuela 1979-1983, Projekt Intelligence Overview, Harvard University 1984.
Ogólna inteligencja Wenezueli chyba nie wzrosła ...

Sztuczna inteligencja: umysł to maszyneria do przetwarzania informacji.
Jest to podstawa filozofii i psychologii kognitywnej. Proste procesy przetwarzania informacji tworzą procesy złożone, inteligentne działanie.
Symbole + reguły manipulacji => nieskończenie wiele kombinacji.
Algorytmy manipulowania symbolami => nieskończenie złożone zachowanie.
Algorytmy + reprezentacje wiedzy pozwolą zrozumieć umysł.
Przetwarzanie informacji nie musi zachodzić w białkowych mózgach, może też zachodzić w komputerach, pozwalających odtworzyć analogiczne procesy.

Noam Chomski (1959): rozumienie języka to nie kwestia odruchów!
Konieczne są modele opartego na przetwarzaniu informacji.
Musza istnieć uniwersalne reguły ukrytej, głębokiej gramatyki; "instynkt języka".

1967, Ulric Neisser wydał podręcznik "Psychologia poznawcza".
1976, zaczęto wydawać pismo "Cognitive science".
1976, A. Newell i H. Simon napisali artykuł "Informatyka jako badania empiryczne", formułując program badawczy kognitywistyki.
W tym artykule zawarte zostało klasyczne ujęcie kognitywistyki, dominujące przez 20 lat.

Umysł jest systemem kontrolnym posiadającym cele i wykorzystującym wiedzę.
Działanie jest celowe, wymaga posiadania wiedzy.
Intencje, cele, wiedza - wymagają opisu na poziomie funkcjonalnym, intencjonalnym.
Poziom intencjonalny to poziomów opisu systemów działających w oparciu o wiedzę.
Aproksymacją modelującą zachowanie takich systemów są fizyczne systemy symboliczne.
Jeśli przez symbole rozumieć prototypy aktywacji neuronalnej to jest to nadal słuszne podejście.

Rola rzeczywistych procesów w mózgu jest w tym ujęciu nieistotna.
Niestety nawet zagadnienia analizy języka naturalnego na poziomie symbolicznym okazały się zbyt trudne.
Mózg i całe ciało odpowiedzialne są za algorytmy zachowania.
Sens zdań wynika z posiadania ciała, relacji czasoprzestrzennych, zdolności do działania i imitacji.
Rozumiem to, co potrafię zrobić, choćby w niewielkiej części.
Reprezentacje, nadające sens symbolom wynikają z budowy biologicznej.

Jeszcze w 1873 roku Sir John Eric Ericksen, brytyjski chirurg królewski, twierdził:

“Żołądek, klatka piersiowa i mózg będą na zawsze zamknięte przed penetracją mądrego chirurga”.

Badania odruchów: szkoła Pawłowa, amerykańscy behawioryści.
W Polsce: Jerzy Konorski, współpracownik Pawłowa, mamy instytut neurobiologii PAN jego imienia.
Adolf Beck w pracy doktorskiej z 1890 roku opisał EEG.

Kongres USA ogłosił ostatnią dekadę XX wieku Dekadą Mózgu.
Prezydent G. Bush (senior) odczytał proklamację zaczynającą się od słów:

Trzyfuntowa masa komórek nerwowych i ich wypustek, kierująca naszymi działaniami, jest najwspanialszym, a zarazem najbardziej tajemniczym, produktem aktu stworzenia.

Czy to doprowadziło do zrozumienia umysłu? Nastąpił wielki postęp i przyspieszenie badań.
Neurofizjolodzy opisują “hardware poznawczy” na niskim poziomie.
Prof. Żernicki, neurofizjolog, 1988:

Czynności psychiczne, które niewątpliwie są związane z pracą mózgu, stanowią dla fizjologa do tej pory całkowitą zagadkę. Nie potrafimy w tej chwili nawet wyobrazić sobie mechanizmu ich powstawania. ... osiągnięcie celu ostatecznego jest mało prawdopodobne.

Ogromne postępy neurobiologii w ostatnich latach, połączenie jej metod z genetyką i neurochemią, psychofarmakologią, psycho-neuro-immunologią i innymi dziedzinami, zmieniło sytuację, chociaż nie wszyscy neurofizjolodzy to dostrzegli.
Badanie telewizora metodami neurofizjologii niewiele nam powie o jego konstrukcji i działaniu. Próba zbudowania działającego urządzenia przekona nas, że poznaliśmy zasady jego działania, nawet jeśli nie znamy wszystkich szczegółów konkretnego rozwiązania.
Zrozumieć = modelować, projektować, zbudować, sprawdzić czy działa; to podejście inżyniera. Nie da się w przypadkowy sposób skonstruować obwodu scalonego, trzeba naprawdę rozumieć jak i czemu to działa.
Komputerowe podejście do modelowania pracy mózgu: “computational cognitive neuroscience”, czyli “obliczeniowe neuronauki kognitywne”, to dziedzina nowa, pierwsza konferencja odbyła się w 2005 roku.
Daje to nadzieję na zrozumienie planu całości, nowej jakości wynikającej z organizacji sieci neuronów.
Rozumiemy, że ptaki latają dzięki powstawaniu siły nośnej, ale nie potrafimy zbudować sztucznego wróbla, chociaż budujemy wiele latających urządzeń, od latawców, dronów, szybowców, odrzutowców po rakiety. Rozumiemy, że mózgi działają w oparciu o mechanizmy neuroplastyczności, ale do budowy i weryfikacji działania sztucznego mózgu jest jeszcze długa droga. Budujemy wiele urządzeń wykonujących podobne funkcje jak mózgi: pamiętających, obserwujących, wnioskujących, podejmujących decyzję, sterujących. Czy powinniśmy więc twierdzić, że nie rozumiemy?

6 dziedzin nauki o podstawowym znaczeniu dla zrozumienia umysłu to:

• Psychologia poznawcza.
• Sztuczna inteligencja.
• Psycholingwistyka, lingwistyka kognitywna.
• Nauki o mózgu, neurobiologia, neuropsychologia i inne neuronauki.
• Antropologia w jej licznych aspektach,
• Filozofia umysłu.

Przydatne nauki dodatkowe to: antropologia, psychofizyka, lingwistyka komputerową, sztuczne życie (artificial life), sieci neuronowe, algorytmy ewolucyjne, komputerowe widzenie (computer vision) i wiele, wiele innych ...

Czy kognitywistyka jest tylko zbiorem wiadomości z różnych dziedzin?
Powinna to być synteza, a nawet syntopia (scalenie) wiadomości z różnych dziedzin. Zawsze będzie wiele gałęzi specjalizujących się w różnych aspektach opisu zjawisk mentalnych, jednak coraz ważniejsze stają się podstawy neurobiologiczne.
Najlepsze ośrodki naukowe w tej dziedzinie są w USA i Wielkiej Brytanii, najwcześniej się rozwinęły gdyż tam najłatwiej jest prowadzić badania interdyscyplinarne.

Kognitywistyka to najbardziej transdyscyplinarne i trudne przedsięwzięcie, największe wyzwanie nauki.
Jest to wielka integracja wyników badań z wielu niezależnych dziedzin odnoszących się do umysłu.
Co powinna wyjaśnić empiryczna teoria umysłu?

Filozofów umysłu najbardziej interesują wielkie problemy podstawowe:

1. Problem ciała i umysłu: jaki jest stosunek materii do świata ducha?
2. Problem "jakości" wrażeń (qualia): kolor czerwony i zielony różnią się czymś więcej, niż tylko długością fali świetlnej.
3. Centralny Paradoks Poznania: jeśli teoria uznająca umysł za funkcję mózgu jest słuszna, to w jaki sposób symbole, idee, znaczenie, cały świat umysłu wyłonić się może z procesów obliczeniowych wykonywanych przez mózg?
4. Problem nabierania znaczenia przez symbole w systemach formalnych: symbole definiowane są przez inne symbole, skąd się bierze prawdziwe rozumienie (John Searle)?
5. Czym jest świadomość? Jak ją zdefiniować?
6. Czy istnieje "wolna wola" czy też jesteśmy w swoich wyborach w pełni zdeterminowani przez mechanizmy działania mózgu?
7. Trudności techniczne: symboliczne modele rozumowania w sztucznej inteligencji nie mają nic wspólnego z neurobiologią i nie nadają się do rozpoznawania wzorców (np. obrazów), asocjacji, generalizacji wiedzy. Modele neuronowe trudno zmusić do logicznego działania i wyjścia poza asocjacjonizm.
8. W mózgu nie ma określonego miejsca, które można uznać za siedlisko umysłu, różne sygnały zmysłowe przetwarzane są przez różne, fizycznie odrębne, struktury mózgu, świadoma percepcja jest jednak spójna (the binding problem). Jak to możliwe?

Czy teoria umysłu jest możliwa? Wielu ludzi nie chce o niej słyszeć!

Kognitywistyka nie przejmuje się zbytnio pytaniami filozoficznymi, zmierzając w kierunku Empirycznej Teorii Umysłu, która powinna wyjaśnić:

1. Fakty dotyczące percepcji, np. zależności psychofizyczne, widzenie stereoskopowe, segmentacja obrazu, percepcja czasu. "Interakcje Człowiek-Komputer" (Human-Computer Interaction, lub w skrócie HCI) oraz "komputerowe widzenie" (computer vision) to praktyczne dziedziny wykorzystujące rezultaty tych badań.
2. Złudzenia optyczne: maskowanie bodźców, metakontrast, interferencję Stroop'a, odtwarzanie trójwymiarowej informacji z rysunków, magiczne oko, kolorowy efekt Phi.
3. Iluzje akustyczne, dotyczące dźwięków i mowy. Zdanie: "It was found that the ...eel is on the ...", w którym ostanie słowo to orange, wagon, shoe, meal słyszany jest jako: "peel is on the orange", "wheel is on the wagon", "heel is on the shoe" "meel is on the table".
4. Tysiące obserwacji z psychologii poznawczej, np. dotyczących pisania na maszynie czy praw uczenia się.
5. Różne rodzaje pamięci: krótkotrwałą, semantyczną, epizodyczną, regułę 7±2, różne rodzaje amnezji i problemów z pamięcią.
6. Stadia rozwoju, od umysłu niemowlęcia do dorosłego: nauka chodzenia, nauka podstawowych kategorii i struktur wiedzy.
7. Stany świadomości: różne stany snu, marzenia na jawie, stan hipnotyczny i inne stany umysłu.
8. Postrzeganie świadome i nieświadoma recepcja, ewolucyjne zalety świadomego postrzegania, związek z procesami w mózgu; znaczenie słów, jakości wrażeń zmysłowych, subiektywność i intencjonalność świadomości.
9. Powstanie ego, rozwój osobowości, problemy z osobowością, np. rozczepienie jaźni.
10. Intuicja i zachowania impulsywne, działanie "bez namysłu".
11. Zdolności lingwistyczne, rozumienie i uczenie się języka naturalnego.
12. Myślenie, systematyczne rozumowanie, rozwiązywanie problemów przez ekspertów.
13. Uczucia, nastroje, emocje, ból, przyjemność, radość ...
14. Czym jest humor? Jak zrobić maszynę obdarzoną poczuciem humoru?
15. Choroby psychiatryczne i syndromy neuropsychologiczne: od dysleksji, stanów lękowych, ślepoty histerycznej, do schizofrenii.
16. Zagadnienie "wolnej woli" i wiążące się z tym kwestie moralne.
17. Percepcję estetyczną muzyki i sztuki.
18. Wyjątkowe zdolności, np: sawantów, osób cierpiących na ogólny niedorozwój, które rozwinęły w sobie jakąś wybitną zdolność, np. matematyczną, ruchową, pamięć.
19. Zdolności parapsychiczne? Zadziwiająco wiele osób wiąże to zagadnienie z umysłem mając nadzieję, że jednak mózg jest im niepotrzebny. Dlatego poświęcimy temu zagadnieniu osobny wykład.