el funcionamiento del razonamiento humano: porque...
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El funcionamiento del razonamiento humano:¿porque hacemos errores
que no hacen las computadoras?
Por Serge RobertUniversité du Québec à Montréal
Las tarjetas de Wason Une experiencia famosa en el estudio del
razonamiento condicional (si…, entonces…) Hay 4 tarjetas en una mesa:
Cada tarjeta tiene una letra por un lado y un número por el otro lado Hay también una regla que dice: « si una tarjeta tiene una vocal por un lado, entonces tiene un número par por el otro lado »En las 4 diferentes tarjetas se ven: A, D, 4, 7 ¿Que tarjeta(s) tiene Usted que volver para verificar la regla?
La solución de las tarjetas La solución:
– Volver la tarjeta A: para verificar la presencia de un número par a detrás (fácil, modus ponendo ponens, cerca 100% de los sujetos)
– Volver la tarjeta 7: para verificar la ausencia de una vocal por el otro lado (más difícil, modus tollendo tollens, cerca de 75%)
– No volver la tarjeta 4: el 4 puede seguir una vocal o una consonante (error de la afirmación del consecuente, error cerca de 75%!!!)
– No volver la tarjeta D: una vocal o una consonante pueden seguir una D, porque la regla no específica lo que pasa con una consonante (error de la negación del antecedente, error cerca de 75%!!!)
¿Por qué, del punto de vista de las leyes de la lógica, razonamos tan mal?
La implicación y la equivalencia La operación lógica de implicación (⊃) corresponde a « si A,
entonces B » La operación lógica de equivalencia (≡) corresponde a « A si y solo
si B » Las tablas de verdad de estas dos operaciones lógicas:
A ⊃ B A ≡ BA B V VA no-B F Fno-A B V F no-A no-B V V
La diferencia y también los errores que hacemos están en la tercera línea
Los errores son un tratamiento de la implicación (A ⊃ B) como una equivalencia (A ≡ B) o, en términos de implicación,(A ⊃ B) & (B ⊃ A)
¿Por qué lo hacemos?
Las teorías clásicas del razonamiento lógico
La teoría de la lógica mental:– La mente humana tiene una estructura lógica innata o adquerida por su
interacción con su medio (Piaget)– Es una teoría sintáctica (competencia para tratar las relaciones entre los
símbolos)– No puede explicar bien nuestros errores (presupone demasiada
competencia lógica): un punto de vista demasiado racionalista La teoría de los modelos mentales: una teoría alternativa para explicar los
errores:– Frente a un razonamiento lógico, nos hacemos un modelo de la relación
entre los contenidos de las proposiciones (Johnson-Laird)– En el ejemplo de las tarjetas, el modelo de la implicación es más
complejo que él de la equivalencia (3 casos verdaderos vs 2)– Así, es una mejor teoría que la precedente, porque explica situaciones
como ella de las tarjetas– Es una teoría semántica (competencia para tratar las relaciones entre
los contenidos de los símbolos, cuando los modelos necesarios no son complejos)
– Pero no explica todo (ver la diapositiva siguiente)
La prueba del barman Otra experiencia famosa en el estudio del razonamiento condicional El dueňo del bar emplea Usted como barman:
– La ley que tiene que respetar es la siguiente:– Si un cliente toma alcohol, él debe tener al menos 18 aňos– Hay 4 clientes juntos: uno toma Coca Cola, otro cerveza, el tercero es
joven y el último es viejo– ¿De qué persona(s) tiene que verificar su bebida o su edad?– Es exactamente la misma situación lógica que antes con las tarjetas– Sin embargo, el éxito es muy alto (cerca de 100%):
Verificar que él que toma cerveza tiene al menos 18 aňos Verificar que el joven no toma alcohol No verificar lo que toma el viejo, ni tampoco la edad de él que toma
Coca-Cola ¿Por qué es totalmente diferente de la situación de las tarjetas?
La teoría evolucionista del razonamiento (Cosmides)
Las propiedades que tiene la mente humana fueron seleccionadas en nuestros antepasados y se transmitieron por herencia hasta nosotros
L. Cosmides:– La complejidad del cerebro humano hizo de nuestros antepasados una
especie muy social (permitió la colaboración en la caza, la pesca, la recogida de frutas…, mejorando la sobrevivencia)
– Una de las herencias necesarias para sobrevivir en grupos es un módulo mental de detección de los tramposos (cheater detection device): detectar ellos que disfrutan sin trabajar o sin respetar las reglas
– En la prueba del barman se activa este módulo que permite un razonamiento adecuado, pero no se activa en otros tipos de situaciones
Un punto de vista anti-racionalista: podemos estar racionales solamente en situaciones de contratos sociales
La teoría de los procesos duales de razonamiento (Stanovich)
Stanovitch: dos sistemas de razonamiento en la mente– Sistema 1: rápido, instintivo, innato, no lógico– Sistema 2: más lento, reflexivo, aprendido, lógico – Fundamentos neuronales: en los escanes, activación visual
occipital (sistema 1) vs activación frontal y temporal (lenguaje), (sistema 2)
– En las tarjetas (un sistema 1 produce el error) y en las bebidas (otro sistema 1 produce un éxito)
– Aprender a razonar lógicamente: es aprender a inhibir el sistema 1 (que no se puede eliminar) y desarrollar un sistema 2
– Es una restauración de una cierta racionalidad humana (más débil)
¿Por qué el sistema 1 en las tarjetas se equivoca y no en las bibidas?
Vamos a presentar nuestra solución
Materia, energía y información: termodinámica y teoría de la informacíon
La naturaleza es materia y energía en una entropía general (tendencia a la distribución igual, desordenada, el reino del azar)
Una fuente de energía y un medio semicerrado producen la emergencia de organización de la materia y de la energía en un sistema (es la neguentropía)
Así, la información (esta organización) nace en la energía y en la materia: átomos, moléculas, organismos, seres humanos, sistemas sociales…
Información, razonamiento, conocimiento y aprendizaje
Las neuronas son células especializadas en el tratamiento de la información: pueden captar información en su medio ambiente, transformarla, transmitirla, aplicarla en acciones
La mente humana es el sistema de tratamiento de la información más complejo que conocemos
Captar información es trabajar a representarse una parte de la información que hay en su medio ambiente (por la percepción)
Un razonamiento es una transformación de la información a dentro de la mente
El conocimiento es una captación adecuada de información El aprendizaje es la transformación de la representación para
adaptarla a su medio ambiente (modificar nuestra información a partir de la percepción de contra-ejemplos)
La teoría causal del razonamiento (Robert)
Representarse la información del mundo para conocer empieza en asociaciones de eventos (B sigue a menudo A)
Hacemos de estas asociaciones relaciones causales (Hume): A es probablemente la causa de B
El sistema 1 (rápido, espontáneo) ayuda para sobrevivir en un mundo hostil El sistema 1, en contexto cognitivo, presupone que cada evento es el
resultado de una causa única: – Esquema simple: si hay causa A – entonces habrá efecto B; si hay
efecto B, entonces hubo causa A (el error de las tarjetas) En la prueba del barman: hay un contexto normativo: una regla social de
comportamiento: – Si la persona X hace la acción A, entonces ella tiene que hacer B– Si X no hace B, no hizo A– Si X no hace A o hace B, la regla normativa no se aplica – Ejemplo: ir a cazar animales, entonces compartir la carne
Razonamiento cognitivo y razonamiento normativo:
ciencia y filosófia El razonamiento cognitivo (causal en este caso) y el razonamiento
normativo (moral en este caso) son diferentes:– Diferencias de origen y de función: conocer el medio para usarlo vs
arreglar la vida social– Diferencias de organización: tendencias a hacer errores lógicos en
implicaciones vs hacer implicaciones lógicas más espontáneamente La especificidad de la filosofía (disciplina de las normas) y de la ciencia
(disciplina del conocimiento) La ciencia busca las leyes de la naturaleza (la información que hay en la
naturaleza) La filosofía estudia qué normas son las mejores (la información que
deberiamos poner entre nosotros para vivir juntos, para razonar mejor, para conocer mejor…)
Las ciencias sociales (entre ciencias naturales y filosófia) busca las leyes que emergen en la vida social
Determinación ascendente (condiciones de posibilidad naturales): ciencias naturales-ciencias sociales-filosofía
Determinación descendente (condiciones de conocimiento): filosofía-ciencias sociales-ciencias naturales
La mente humana y la computadora
La mente capta y trata información para sobrevivir El tratamiento (relaciones entre elementos de información) es sintáctico,
pero la información es también semántica (refiere a la información que hay en la materia y la energía del mundo)
Una computadora es una máquina logico-matemática: una máquina que reproduce la estructura de la información, para tratarla más rápido, más lógicamente
La mente humana es una emergencia buttom-up de tratamiento de la información a partir de la organización de la materia y de la energía en la naturaleza; la computadora es una aplicación artificial humana top-down de sistemas de tratamiento de la información (software) en un soporte material (hardware)
Así una computadora no trata información para conocer su medio:– Necesita un creador humano para programarla– Necesita un usador humano para interpretar sus operaciones – Finalmente: es sintáctica y no semántica– No hace nuestros errores lógicos, porque no lucha para sobrevivir, no
desarrolló sistemas frugales de tipo 1 La necesidad de sobrevivir de manera eficaz en un mundo hostil nos
condució a hacer errores lógicos
Diferentes tipos de computación
Diferentes tipos de computación son simulaciones aproximativas de diferentes procesos de la mente: computación simbólica clásica, redes de neuronas artificiales, algoritmos genéticos, lógica difusa, sistemas dinámicos…
Vamos a discutir brevemente sus capacidades de simular la mente humana
La computación simbólica clásica
Su principio: la mente es una máquina lógica para manipular deductivamente símbolos
Su funcionamiento: el programa es una sucesión de líneas de códigos para hacer operaciones
Su semejanza: simula las inferencias deductiva de la mente, pero no simula la generación de los símbolos, las capacidades creativas de la mente
Es un resultado de la tesis de la lógica mental (Turing y von Neumann)
Las redes de neuronas artificiales Fueron creadas para:
– Evitar las limitaciones de la programación clásica– Representar lo pre-simbóloco y lo no lógico (como la percepción)– Simular la actividad creativa de la mente
Se apoya en el funcionamiento cerebral– La mente como emergencia de las conexiones entre neuronas– Las neuronas son similares en su estructura– Lo que distingue sus funciones son su red de conexiones sinápticas y la
importancia relativa de estas conexiones (sus pesos) Su funcionamiento:
– Cada neurona artificial es un nodo que recibe información y la transmite a otros nodos
– No hay preprogramación– Las neuronas tienen conexiones a otras neuronas con pesos– Hay un estrato de nodos de entrada, estratos escondidos y un estrato de salida– Entramos informaciones en la red y salen, segun las caracteristicas identificadas
por la red, un sistema de categorías– El sistema puede cambiar sus pesos y sus conexiones y, así, simular el
aprendizaje Las redes simulan bien el desarrollo de la categorización perceptual, pero no las
actividades más altas (por ejemplo, la conceptualización)
Los algoritmos genéticos La información en la mente evoluciona por el
proceso de la selección natural Es una programación por generación de
variaciones múltiples y eliminación de ellas no adaptadas al objetivo programado (un poco como la adaptación y la sobrevivencia son los objetivos implícitos de los seres vivientes)
Simula bien el aprendizaje por ensayo y error (a la manera de la teoría de Popper)
No representa los mecanismos de generación de la información en la mente (las variaciones son generadas al azar)
La lógica difusa La mente categoriza su medio de manera
imprecisa (¿Que es un objeto alto?) Diferentes grados de pertenencia de objetos a
un conjunto (objetos son más o menos altos) Simula bien nuestro tratamiento de lo cualitativo
(por ejemplo, lo alto) y de los razonamientos flexibles, difusos, que usamos con información cualitativa
No representa la generación de nuestras ideas, ni tampoco de los mecanismos por los cuales hacemos las categorías difusas
Los sistemas dinámicos La mente es un sistema dinámico en relación con los
otros sistemas dinámicos en la naturaleza Un sistema natural contiene: reservas, con entradas y
salidas, con relaciones a otras reservas; tiene una dinámica que viene de sus retroacciones (feedbacks: los efectos de las salidas sobre las entradas)
La mente es una reserva de información y, así, un sistema de transformación dinámica de la información
Sistemas dinámicos simulan bien la dinámica cognitiva de la mente, especialmente como élla hace relaciones causales, pero solo describe y no explica esta dinámica
El cuarto chino vale todavía ¿Hay una especificidad en la mente que la diferencia de la computadora? El cuarto chino de John Searle : cuando la programación era principalmente
clásica, él desarrolló una metáfora:– la sala cerrada– las dos personas– las dos cajas que tienen dibujos– el curso: asociar dibujos de la caja izquierda con dibujos de la caja
derecha – la llegada del Chino: su interpretación
La computadora: una máquina sintáctica La ausencia de lo semántico Cada nueva forma de computación simula (y no realiza) partes (y no la
totalidad) del funcionamiento cognitivo de la mente El pensamiento y el conocimiento necesitan estados mentales intencionales
(deseos y creencias) para producir representaciones de su medio y adaptarse a este medio
Conclusiones Hacemos errores que no hacen las computadoras porque, a contrario de la
computadora, tratamos la información con el objetivo de conocer y adaptarnos a nuestro medio ambiente
Los errores de implicación lógica vienen de nuestra herencia: buscar causalidades simples para sobrevivir con estrategías simples y rápidas
La flexibilidad de la mente humana permite el desarrollo de concepciones más complejas de la causalidad por una mejoración de nuestras capacidades lógicas
Los programas informáticos, como modelos de tratamiento de la información, no son solamente instrumentos útiles, son también una ocasión de reflexión, un laboratorio para entender mejor el funcionamiento de la mente (como en parte similar y en parte diferente de la computadora)
Nuestros estudiantes usan todos los días las computadoras como instrumentos eficaces; es nuestra responsabilidad introducir en su educación una reflexión crítica sobre lo que son las computadoras, lo que pueden hacer y sus limitaciones
Desarrollar las competencias lógicas y epistemológicas de nuestros estudiantes es más importante que darles informaciones cientificas, porque es darles medios para tratar mejor la información, medios para entender mejor la ciencia y para contribuir a producirla
Continuar la flexibilización de las computadoras es una necesidad para luchar contra la rigidez de la organización de nuestras sociedades