¿Se puede considerar el cerebro como una computadora analógica?

Las computadoras (en sentido estricto, como la computadora portátil en la que estoy escribiendo en este momento) también son cosas físicas cuyos procesos "simplemente ocurren" como lo hacen los procesos físicos del mundo natural. Están construidos con cables y demás, simplemente siguiendo las leyes del electromagnetismo y demás, pero también se pueden describir como que tienen entrada (como lo que estoy escribiendo ahora), procesamiento (como cómo traduce esa escritura en grafemas en un pantalla) y salida (como mostrárselo a otras personas que miran esta página web a través de sus propias pantallas). Y lo mismo para el cerebro: está compuesto de neuronas y demás, simplemente siguiendo las leyes del electromagnetismo y demás, pero aún puede describirse como que tiene entrada (como la percepción sensorial), procesamiento (traducción de ondas de luz en experiencias visuales, o experiencias visuales en lingüísticas). representaciones), y salida (como decir lo que viste). Obviamente, este es un boceto muy simplificado, sobre el cual los teóricos de la teoría computacional de la mente tienen mucho más que decir. Pero si piensas que la palabra "computadora" simplemente significa algo que recibe una entrada, la procesa y produce una salida, el cerebro es una computadora.

Incluso cuando se crea una imagen de una futura supercomputadora, siempre hay algo (datos) calculado por un conjunto de instrucciones informáticas (programa).

Sí, y siempre habrá una pantalla, un teclado y un cable de alimentación. donde estan esos en el cerebro??? Hablando en serio, tener un programa e instrucciones no es filosóficamente una propiedad definitoria de una computadora, es incidental, como tener un teclado. El uso de programas es solo para nuestra conveniencia como ingenieros.

Y tenga en cuenta que para los programas de redes neutrales artificiales, es justo decir que el proceso está codificado en los datos, no en el programa.

¿No podemos decir que los procesos en el cerebro simplemente suceden, como los procesos físicos en el mundo simplemente suceden sin un programa que sigan?

No, como filósofos, debemos admitir que el comportamiento humano se planifica y resuelve problemas, procesando datos del entorno para producir respuestas racionales. Reconocemos que esto es procesamiento de datos, y se hace en el cerebro.

Eso no implica que haya un programa involucrado o que nuestro comportamiento esté programado. Simplemente significa que el procesamiento de datos está involucrado.

Sin embargo, podría pensar en alguna programación incluso en el cerebro. Como el más básico es el corazón que late y respira. Esos simplemente suceden automáticamente. Entonces tienes tos y estornudos. El parpadeo del ojo. Aún más dramático, tienes que dormir y despertar. Tienes los impulsos de comer y beber, la necesidad de tener relaciones sexuales, incluso la preferencia sexual. Todos esos no son asuntos de elección, aunque podemos suprimirlos hasta cierto punto. Pero esos insinúan algo así como programas que la gente sigue todos los días, a pesar de que otros aspectos son completamente individuales y no similares a programas. Esto todavía no significa que el cerebro tenga un solo programa, solo que hay algunos paralelos y estructuras de patrones de ejecución.

Respuesta corta

Sí, según la mayoría de las definiciones convencionales, el cerebro humano es una computadora analógica con la advertencia de que existe una variedad de definiciones para 'computadora', por lo que es mejor usar una abstracta.

Respuesta larga

Definición suficientemente generalizada de computadora

Antes de abordar la respuesta en cuestión, observemos que de acuerdo con la teoría del prototipo que surge de la noción de parecido familiar de Wittgenstein , sería una tontería discutir sobre los detalles de las definiciones de las computadoras que se derivan de las definiciones necesarias y suficientes para ejemplos más concretos. . Las computadoras pueden ser integradas, de uso general, digitales, analógicas, distribuidas, biológicas, electromecánicas o incluso bioquímicas, como en los cálculos que se realizan con ácidos nucleicos . La abstracción de diferentes tipos de computadoras conduce a una definición idealizada de una computadora que se ve con frecuencia en los libros de texto introductorios sobre sistemas de información y tecnología de la información:

Una computadora es cualquier sistema que incorpora el ciclo de procesamiento de información .

Esto es lo más vago y útil posible, y se presta mucho a establecer una navaja ontológica corta con las cuatro fases del ciclo de procesamiento de la información: entrada, almacenamiento, procesamiento y salida.

El reloj, un ábaco y una taza de café

Dada la definición anterior, lo importante es que un sistema incorpore las cuatro fases del sistema de procesamiento de información. Pensemos en dos dispositivos que comúnmente se consideraban computadoras: el reloj y el ábaco. En el caso de un reloj, incluso uno mecánico, están presentes las cuatro fases del ciclo de procesamiento de información. Primero, tienes que introducir una hora. El objetivo de un reloj de pulsera es mantener un número que representa la hora del día sincronizado con el mundo. Entonces, un usuario ingresa una aproximación razonable de la hora actual. Esta es una entrada, y en un reloj mecánico, a menudo se logra con una esfera pequeña. Ahora que se ha ingresado la hora, cambiará a un ritmo predeterminado. Si los engranajes son relativamente continuos, entonces el reloj es una computadora analógica, y si los engranajes permiten una transacción puntuada más pequeña, digamos la transición de 1s discretamente a la siguiente, el sistema es digital. Este es el aspecto de procesamiento de un sistema de información. Por supuesto, la hora almacenada/representada por el reloj está dentro de la propia estructura del engranaje, que es la forma en que el reloj almacena la hora actual. Ahora, ese valor es visible para el usuario tradicionalmente con una manecilla de hora, minutos y segundos, por lo que la esfera del reloj finalmente permite la salida. Es posible, por ejemplo, que el mecanismo interno funcione correctamente y las manos se dañen. Por lo tanto, un reloj automatiza un sistema numérico para seguir el paso del tiempo. El tiempo y los números son abstracciones, por lo que, en última instancia, son formas de información. la hora almacenada/representada por el reloj está dentro de la propia estructura del engranaje, que es la forma en que el reloj almacena la hora actual. Ahora, ese valor es visible para el usuario tradicionalmente con una manecilla de hora, minutos y segundos, por lo que la esfera del reloj finalmente permite la salida. Es posible, por ejemplo, que el mecanismo interno funcione correctamente y las manos se dañen. Por lo tanto, un reloj automatiza un sistema numérico para seguir el paso del tiempo. El tiempo y los números son abstracciones, por lo que, en última instancia, son formas de información. la hora almacenada/representada por el reloj está dentro de la propia estructura del engranaje, que es la forma en que el reloj almacena la hora actual. Ahora, ese valor es visible para el usuario tradicionalmente con una manecilla de hora, minutos y segundos, por lo que la esfera del reloj finalmente permite la salida. Es posible, por ejemplo, que el mecanismo interno funcione correctamente y las manos se dañen. Por lo tanto, un reloj automatiza un sistema numérico para seguir el paso del tiempo. El tiempo y los números son abstracciones, por lo que, en última instancia, son formas de información. que el mecanismo interno funcione correctamente y las manecillas se dañen. Por lo tanto, un reloj automatiza un sistema numérico para seguir el paso del tiempo. El tiempo y los números son abstracciones, por lo que, en última instancia, son formas de información. que el mecanismo interno funcione correctamente y las manecillas se dañen. Por lo tanto, un reloj automatiza un sistema numérico para seguir el paso del tiempo. El tiempo y los números son abstracciones, por lo que, en última instancia, son formas de información.

Un ábaco, que a menudo se promociona como un ejemplo de computadora, no es una computadora bajo esta definición. ¿Por qué? Sigamos el mismo tren de la lógica. Un usuario ciertamente puede configurar un ábaco o quipu para representar un número. Esto sería ingresar un número. Y de un vistazo, el usuario podría luego, días después, echar un vistazo a esa representación del número en el medio físico demostrando que el número ha sido almacenado y es capaz de generar salida. Pero donde un ábaco no cumple con nuestra definición de computadora es por su incapacidad para automatizar el procesamiento de información al tener una fase de procesamiento. Los ábacos tradicionales simplemente no transforman la representación informativa de la misma manera que lo hacen un reloj o un microprocesador. A menudo se escucha el argumento de que las cuentas se deslizan, por ejemplo, en un marco, y eso es procesamiento, pero ese procesamiento realmente no es el ábaco, sino el usuario del ábaco. De esta forma, un ábaco es más como un lápiz y un bloc de papel. Puede escribir un número en él y días después recuperar ese número mucho después de haberlo olvidado, pero a diferencia de un reloj mecánico o una CPU digital, no habrá cambio de estado sin el usuario. Un ábaco no calcula más que un problema matemático garabateado en una hoja de papel. Por lo tanto, tampoco lo son las computadoras.

Ahora, a lo largo de este continuo podemos referirnos a la taza de café, que también es un medio físico, tiene entrada y salida, y permite un cambio de estado (digamos, por el enfriamiento del café caliente). ¿Satisface esto nuestras cuatro fases? Podemos añadir café. Permanece allí durante días más o menos. Podemos beber café de él. Y podríamos usarlo para mezclar crema, por lo que hay procesos químicos y termodinámicos en el trabajo. Esto es entrada, salida, procesamiento y almacenamiento, ¿verdad? Sí, sin embargo, lo que falta en el sistema es una abstracción llamada información. En la dicotomía físico/mental, generalizamos los fenómenos entre los que son como números y los que son como moléculas, y a menos que de alguna manera se pueda hacer que el café funcione con información, simplemente no es una computadora. Sí, pero ¿no podemos medir las propiedades del café o de la taza? Sí, pero, de nuevo, el sistema está construido y es funcional como un ciclo de procesamiento de información, y la respuesta generalmente es no. Nunca he oído hablar de alguien que sirva una taza de café para hacer cálculos, lo que lo coloca en el tipo de procesamiento no informático.

¿Pero no son todas las computadoras procesos físicos también? Sí. Por supuesto. La información no existe sin un medio. La información es parte de un sistema generalmente definido con el modelo SMCR . Para que exista información, debe haber un generador y un remitente de información, esa información debe estar físicamente incorporada en un medio y debe haber un agente receptor. Con frecuencia, el ruido se introduce en el mensaje a través del medio, y los procesos de comunicación y la teoría de la información están muy interesados ​​en dichos procesos y las verdades matemáticas que caracterizan a estos sistemas. De hecho, la interconexión de máquinas de procesamiento de información es ahora tan común que las computadoras y los sistemas para compartir información a menudo se denominan colectivamente TIC,sistemas de información y comunicaciones .

El cuerpo humano y el cerebro y las computadoras

¿Es el cerebro esencialmente una computadora? La respuesta corta es sí. John von Neumann en su clásico The Computer and Brain en realidad hace un análisis porque el cerebro biológico y las computadoras digitales electromecánicas tienen mucho en común. Ahora, claramente hay muchas diferencias, y von Neumann detalla esas diferencias. Pero es irrefutable que tanto ENIAC como el SNC humanoencarnan el ciclo de procesamiento de la información. Ambos sistemas pueden aceptar un par de números, recuperar esos números después de un tiempo, sumar esos números y luego pasar esa suma fuera de sus respectivos sistemas. Esta es la base de la idea de que las computadoras son capaces de algún grado de inteligencia; pero ¿no podría uno objetar que las computadoras están hechas de materia física inerte y están programadas mientras que los humanos están vivos y tienen libre albedrío? Esa es, por supuesto, una reacción instintiva, y no retiene mucha agua después de la reflexión y huele a vitalismo . Alguna vez se pensó que los compuestos químicos orgánicos e inorgánicos eran de alguna manera diferentes, pero se demostró que eso era falso. Descartes argumentó que la falta de uso del lenguaje significaba que los animales eran meros autómatas. (Ver"Citas de Descartes sobre los animales como autómatas" (PhilSE).) Muchos todavía creen que las computadoras son meros jugueteadores mientras que las personas entienden el significado. (Rechazo eso en "Computadoras, Inteligencia Artificial y Epistemología" (PhilSE).) Si bien la naturaleza de la IA y la AGI son temas extensos y complicados, en pocas palabras es que lo que separa a los inteligentes de los no inteligentes es muy mucho abierto al debate, y pruebas como la prueba de Turing o problemas de pensamiento como la habitación china son caracterizaciones filosóficamente muy difíciles, tanto para afirmar como para refutar, sin que surja un consenso claro incluso entre los pensadores más brillantes.

Resumen

Sí, el cerebro funciona como una computadora analógica masivamente paralela (aunque los patrones de activación de las neuronas son claramente tanto digitales como analógicos). Sí, los sistemas digitales son esencialmente sistemas analógicos puntuados. Sí, los 0 y 1 representados con voltajes se crean a partir de ondas cuadradas que fácilmente podrían ser sinusoidales al antojo del arquitecto. No, el cerebro no encarna una arquitectura ni remotamente similar a las arquitecturas de Harvard o Von Neumann . Sí, ambos usan electricidad, pero uno es claramente wetware.. No, no importa cuál sea el sustrato para el cálculo. Sí, ambos pueden procesar claramente números, lenguaje e imágenes visuales. No, no lo hacen de la misma manera. Sí, uno es programable en mucha mayor medida que el otro. Pero eso no significa que no se pueda dar al otro y esperar que siga las instrucciones. Sí, el cerebro humano evolucionó para procesar información con valor de supervivencia. No, las computadoras artificiales actuales no tienen una mente en el sentido en que la tienen los grandes simios. Pero el continuo entre los SNC de gusanos y los SNC humanos es de grado. Pero, negar que el cerebro humano es una computadora es en gran medida afirmar una falta de conocimiento sobre lo que hace que un sistema sea una computadora para empezar.

Cada teoría que propone una respuesta a la pregunta

“¿Cómo funciona el cerebro?”

desarrolla un modelo teórico. El modelo trata de explicar ciertas características de la mente.

El modelo actual en neurociencia son las redes neuronales . La arquitectura de las computadoras anteriores discrimina entre hardware y software con datos y algoritmos. Redes neuronales bastante diferentes: aquí los datos, en particular la memoria, se incorporan a los pesos de la red neuronal. Y el procesamiento de una red neuronal se caracteriza por procesamientos paralelos masivos debido a la gran cantidad de neuronas de la red y al número exponencialmente creciente de conexiones.

Por lo tanto, también el modelo de red neuronal compara la mente con el funcionamiento de una computadora. Pero la computadora neuronal del cerebro es bastante diferente de nuestras computadoras portátiles habituales con uno o unos pocos procesadores que funcionan mediante procesamiento secuencial.

Agregado después de comprender lo que significa una computadora analógica en el título de la pregunta original:

Soy escéptico de que una computadora analógica pueda servir como modelo para el funcionamiento del cerebro: el componente básico para el procesamiento de información en el cerebro es la neurona. Una neurona es un interruptor binario , no continuo.