keskiviikko 31. elokuuta 2011

Priorisointi ja mallit

Kognitiotiede on "sateenvarjotiede". Tämä tarkoittaa sitä, että sen alueella yhdistyvät monet eri tieteenalat. Tietoisuutta lähestytään algoritmipuolelta tekoälyn kautta. Mutta toiset miettivät ihmisen ajattelua symbolien pyörittämisenä. Ja kolmannet keskittyvät psykologiaan ja neurologiaan. Itse asiassa näkemys tietoisuudesta ei ole edes kaikille näille alueille yhteinen, joten sitä on jopa kuvattu "foorumina" eikä "yhtenä taustateoriana". Tällä korostetaan sitä että kognitiotiede on "Kuhnilaisittain" "esiparadigmaattisessa vaiheessa". (Tietenkään mikä tahansa ei tietysti ole kognitiotidettä. Niitä yhdistää keskittyminen kognitioon, eli tietoisuuteen, muistamiseen, tietämiseen, siihen miten ihminen kehittää ja hyväksikäyttää tietoa.)

Tätä erikoisluonnetta lähestytään joskus välttämällä tieteenfilosofisesti (positiivisesti) väkevän "teorian" sijasta nimitystä "malli" (joka taas vastaa arkikäsitystä sanasta "hänellä on teoria".)

Mallintamisessa on hyvä huomata, että esimerkiksi tietoisuuden tietokonemetaforasta on hyötyä vaikka se tiedetäänkin melko huonosti osuvaksi. Jos tavoitteena on vain mallintaa, riittää että samanlaisuuksista saadaan tietoa - ja näissä kohden epäanalogiatkin ovat hyvin keskeisiä asian ymmärryksen lisäämisessä.

Historiallisesti tietokonemetafora -ajattelu sopii tietysti hyvin yhteen näkemykseen josta Descartes kuvasi. Hänestähän hyvä Jumala oli antanut ihmiselle logiikan ja aistit. Näin ollen olisi helppoa ajatella että ihmisen ajatteluprosessi noudattaisi logiikkaa. Tätä linjaa kannatetaan nykyäänkin, warrant on monissa piireissä suosittu näkemys siitä mikä on ihmisen järjen ja loogisuuden ja rationaalisuuden taustalla. Tietokonemetafora sopii yhteen myös Paleyn kelloseppävertauksen kanssa, jossa ihmisen analogisuus taskukellon kaltaisen koneen kanssa kertoo siitä että ihminenkin on kone. Jos meillä on looginen operoiva kone - joka peräti tekee jotain jota ennen pidettiin ihmisälykkyyden erikoislaatuisuuden korkeimpana merkkinä, eli tekee ennen vain sivistyneistön osaamaa matemaattista prosessointia - on mielikuva varsin helposti rakentunut.

Tässä näkemyksessä onkin oikeastaan vain se vika, että tietokone ei kuvaa ihmisen ajatteluprosesseja kovinkaan hyvin ; Esimerkiksi aivoissamme tieto ei prosessoidu Boolen piireinä, vaan hermosolujen aktivoinnissa on kysymys jonkinlaisista kulkemisista jossa on ratkaisevaa kynnysarvota. Erehdymme arvioissamme. Ja esimerkiksi Tverskyn ja Kahnemanin kokeet näyttävät että ihmiset laskevat väärin omituisilla tavoilla. (8*7*6*5*4*3*2*1 koetaan isommaksi kuin 1*2*3*4*5*6*7*8). Ja logiikkammekin toimii siten, että koemme esimerkiksi syllogismeissä atmosfääriefektin, jossa teemme omituisia virheitä. Esimerkiksi koemme että jos "Jotkin A:t ovat B & Jotkin B:t ovat C -> Jotkin A:t ovat C". (Vaikka tiedämmekin logiikasta, että vaikka jotkut koirat ovat keltaisia, ja jotkut keltaiset ovat kissoja, eivät jotkut koirat ole kissoja, tätä ei tajuta muuta kuin koirien ja kissojen kaltaisissa simppeleissä tilanteissa.)

Itse asiassa ihmisen ajattelun eroavuus loogis-matemaattisesta järjestelmästä näkyy vahvasti filosofiassa, jossa erilaiset virhepäätelmät ovat listalla usein siksi että ne on näytetty loogisesti pätemättömiksi, mutta ne ovat kuitenkin ihmisille vakuttavan tuntuisia. Psykologiakin näyttäytyy monille mielenvikaisuuden ja typeryyden näyttämisenä, koska ihmisten taipumukset erilaisiin sterotyyppisiin ja epäloogisiin toimintoihin ovat hyvin yleisiä. Nämä viittaavat siihen että se, mikä on tietokoneelle "helppoa", on ihmiselle hyvin vaikeaa.

Mutta silti algoritmipohjaisesta näkemyksestä on hyötyjä. Jos esimerkiksi katsomme shakkipeliohjelmia, tiedämme että niissä olennaisin tapa parantaa suoritusta on pistää ohjelma prosessoimaan enemmän siirtomahdollisuuksia ja useamman siirron päähän. Tämä kasvattaa laskentamäärää valtavasti, ja tätä kautta shakinpeluu riippuu ensisijassa käytettävissä olevasta vaihtoehtojen esittämismäärästä. Monien shakkiaiheisten ajattelututkimusten mukaan ihmisellä prosessointi kuitenkin näyttää keskittyvän enemmänkin siihen että katsotaan olennaisia vaihtoehtoja. Hyvät shakinpelaajat eivät mieti enempää kombinaatioita vaan parempia kombinaatioita kuin aloittelevat. Näin hyvät shakinpelaajat eivät suinkaan mieti tuhatta eri siirtovaihtoehtoa enemmän, vaan heillä on jonkinlainen sisäinen näkemys siitä, mitkä siirrot ovat olennaisia ja mitkä ovat epäolennaisempia.

Koska rakennelmien välillä on ero, saadaan kuitenkin esiin tärkeä havainto ; Ihminen ei ratkaise asioita arvioimalla kaikkia vaihtoehtoja. Kombinatoriikka iskee tässä ikään kuin kiilan yhdelle periaatteessa mahdolliselle vaihtoehdolle. Mutta koska ihmiset kuitenkin myös oppivat paremmiksi shakinpelaajiksi, tiedetään että tarvitaan heuristiikan kaltaisia käsitteitä. Ihmisen ajatteluprosessissa on siis järjestelmiä, jotka priorisoivat vaihtoehtoja ennalta. Tiedetään myös, että tällä ei välttämättä saada täydellistä tulosta, mutta tulos saadaan pienemmällä laskentateholla ja "hyvä tulos" saadaan kuitenkin melko helposti.

Tästä voisi jatkaa Searlen kiinalaiseen huoneeseen. Hänen tarkoituksenaan on tällä ajatuskokeella selittää että tietokoneet eivät ajattele. Hänen huoneessaanhan on vain kiinalaisten merkkien sisäänlaittoelementti, jokin geometrinen kuvaus joka muuttaa jotain ja ulos tulee toinen merkki. Hänestä se, että kone tuottaisi kiinalaista keskustelua ei tarkoita että kone olisi tietoinen ja ymmärtäisi kiinaa. Searlen näkemys tiivistyy siihen, että kun mikään kiinalaisen huoneen osa ei ymmärrä kiinaa, ei kiinalainen huonekaan ymmärrä kiinaa. (Lapun laittaja ja lapun lukija sen sijaan voi ymmärtää kiinaa, jos osaa sitä ja on vaikkapa ihminen eikä toinen kiinalainen huone..)

Monet argumentin vastustajat viittaavat jonkinlaiseen emergenssiin. Eli viittaavat siihen että osien yhteenlaittaminen johtaa suoritteeseen. (Ilmiö joka on tuttu jokaiselle joka on ottanut kellosta osia irti ja ihmetellyt miten se ei sitten enää toimi. Yksikään kellon ratasosanen ei näytä aikaa, joten miten kokonaisuus voisi?)

Searlen mukaan tietoisuus on kuitenkin mahdollista vain neuroneista koostuvassa järjestelmässä. Tämä on sinänsä mielenkiintoinen asia, sillä moni voisi ajatella että kiinalainen huone sovellettuna aivoihin johtaisi siihen että ihmisellä ei ole tietoisuutta. Tai että Searle selittäisi yliluonnollisesta sielusta ja sen välttämättömyydestä. Hän ei kuitenkaan tee niin. Tästä voidaan kuitenkin päästä siihen, että hermosolujen erityisominaisuudet ovatkin enemmänkin tekninen ongelma. Jos niiden omintakeisia kausaalisia vaikutuksia voidaan simuloida jotenkin, niin tietoisuus saataisiin syntymään niiden ulkopuolellakin. Tätä huomiota voisi pitää "emergenssin laajentamisen" puolustamisena. Tai sitten Searlen hermosolujen erikoisasemaan nostamisnäkemyksen kritiikkinä joka johtaa siihen että "emergenssiä ei saisi käyttää edes niissä".

Kuitenkin, vaikka kiinalaisen huoneen ottaisi vakavastikin, ei ongelma ole valtaisan suuri. Sillä mallintava vertauskuva ei ole itse ilmiön toisinto, vaan ymmärrystä lisäävää materiaalia ; Jos mallinnetaan myrskyä, ei ole välttämätöntä että malliin tutustuja, mallin tekijä tai malli itse kastuu. Ja itse asiassa jos kastuminen vältetään, niin siltikin näiden mallien kautta saadaan lisää tietoa myrskyistä ja voidaan kehitellä myrskyjä koskevaa hypoteesistoa jota voidaan jopa testata. Ja myrskyn mallia voidaan vertailla vaikka luonnossa havaittaviin malleihin, jolloin huomataan vähintään vika simulaatiossamme, joka taas pakottaa meitä vähintään heittämään jotain osia väärinä syrjään.

Tämä mallintelu onkin tavallaan osa tieteellistä ajattelua - Jos suunnitellaan laskuvarjoja, ei kannata miettiä että pudotettava ihminen on kahvilalli, perheellinen, tunteva olento. Sen sijaan kannattaa miettiä että hän on todennäköisesti 60 ja 120 kilon välillä oleva kappale, jolla on käsivarret, ruumis ja jalat, jotka pitäisi saada 10 kilometrin korkeudelta maahan niin että kokonaisuus ei kohtaa valtavan suuria nopeudenmuutoksia (sillä kiihtyvyys tappaa, ei nopeus). Tässä ihminen latistuu kappaleeksi, jossa ei ole itse asiassa kovinkaan montaa ihmisen eikä kattavaa settiä luonnonilmiöistäkään. Silti tämä auttaa asioissa.

Tässä mielessä kognitiotieteessä tarvitaankin ainakin toistaiseksi juuri sitä priorisointia, jossa ihminen eroaa tietokoneesta.
Tämä teksti on sekoitelma tieteenfilosofinen esitelmä, karkeaa tietoisuusaiheella filosofointia, kognitiotieteen aivan alkeiden esittelyä, että tieteensosiologinen manifesti. Siinähän valitset mikä on sen kiinnostavin ja tärkein/turhin ja tylsin aspekti.

Ei kommentteja: