El Auge de las Ciencias Cognitivas: Una Exploración Interdisciplinar

Revolución Cognitiva

Las Ciencias Cognitivas

Los Problemas de las Ciencias Cognitivas

Un problema para un sujeto es una dificultad cuya solución no está proporcionada por recursos simples o innatos y además no es obvia, porque es algo no fácilmente advertido o porque hay varias soluciones posibles.

• Las Ciencias Cognitivas tienen sus problemas propios y determinados, los del conocimiento (cognición).
• Doble Novedad que implica que se hable de cognición y de ciencias cognitivas, en vez de conocimiento y ciencias del conocimiento:
  1. Conocimiento como procesamiento de información.
  2. Entender que el conocimiento se da tanto en humanos como en animales (vertebrados) y computadores.

El Carácter Interdisciplinar de las Ciencias Cognitivas

Las relaciones interdisciplinares entre ciencias son como mínimo en 3 niveles:

• Nivel 1: Relaciones establecidas de hecho motivadas por el laudable afán de ampliar los propios conocimientos; se trata de las relaciones interdisciplinares de inspiración enciclopédica.
• Nivel 2: Relaciones exigidas para perfeccionar los propios conocimientos; tenemos ahora las relaciones interdisciplinares de colaboración.
• Nivel 3: Relaciones constitutivas de un campo de investigación científico; nos encontramos aquí con relaciones interdisciplinares sustanciales.
  En las Ciencias Cognitivas:
• Psicología Cognitiva (no conductistas) + Ciencia de la Inteligencia Artificial = Núcleo de la investigación.
• El soporte empírico de los sistemas cognitivos humanos y animales son neuronas, redes y mapas neuronales, mientras que el soporte empírico de los sistemas cognitivos artificiales son circuitos electrónicos.
• Psicología: Ciencia humana. Biología + Neurociencias
• Inteligencia Artificial: Lógica + Matemática + Física + Ingeniería = Mezcla de Ciencias Formales (Lógica, Matemática), Ciencia Natural (Física) y Tecnología Asociada (Ingeniería).
• Dentro del núcleo del programa de investigación de las ciencias cognitivas nos encontramos con una ciencia tradicionalmente humana (la psicología) junto a una disciplina híbrida de ciencia formal, ciencia natural y tecnología (la inteligencia artificial).
• Otras ciencias que participan como instrumentos o recursos: La lógica para la inteligencia artificial, la neurociencia cognitiva y la lingüística, aunque también podemos añadir la antropología y la pedagogía cognitivas.

La Hipótesis Unificadora de las Ciencias Cognitivas

El concepto adecuado de sistema de procesamiento de información es el supuesto básico común a las ciencias cognitivas.

• Allen Newell y Herbert Simon: Fundadores de las Ciencias Cognitivas. En su interés por la comunicación llegaron a la "hipótesis del sistema de símbolos físico", que es equivalente a la tesis del sistema de pensamiento de información, y que es la hipótesis unificadora de las ciencias cognitivas.
• Explicación de la Hipótesis: Un sistema de símbolos físico tiene los medios necesarios y suficientes para la acción inteligente general: cualquier sistema que exhiba inteligencia general resultará ser un sistema de símbolos físico y que, conversamente, cualquier sistema de símbolos físico de suficiente tamaño puede organizarse para exhibir inteligencia general.
• Acción Inteligente General: Inteligencia que apreciamos en la acción humana, es decir, una conducta apropiada a los fines del sistema y adaptativa a las exigencias del entorno.
• Herbert Simon y Creig Kaplan: Ciencia Cognitiva = estudio de la inteligencia y de los sistemas inteligentes, con particular referencia a la conducta inteligente como computación.
• Tesis Neutra: Los computadores exhiben de algún modo la inteligencia.
• Allen Newell: Establece que un sistema de símbolos físico consta de una memoria + conjunto de operadores (se describen diez) + un control + una entrada (informaciones sobre los objetos) + una salida (informaciones sobre la modificación o creación de objetos). Además, un sistema de símbolos es una máquina que existe en un medio que consta de objetos distribuidos en un espacio de ubicaciones. La conducta externa del sistema de símbolos consiste en las salidas que produce como función de las entradas. Pero el estado interno del sistema consiste en el estado de su memoria y el estado de su control, mientras que su conducta interna consiste en la variación de ese estado interno a lo largo del tiempo.
• La hipótesis del sistema de símbolos físico se aplica por igual a la psicología cognitiva y a la inteligencia artificial: unidad de entrada (receptores), unidad de control con sus operadores, memoria, y unidad de salida (motores). Y también en todos estos casos cabe hablar por igual de sujetos procesadores de información.

El Desarrollo Histórico de las Ciencias Cognitivas

• Cohen: Es mejor llamar mejoras en vez de revoluciones a los progresos de la ciencia.
• Magiotti: Primero en acuñar el término revolución al describir el descubrimiento de otro científico (circulación de la sangre).
• Revolución: Cambio radical y profundo que produce notables avances en una ciencia.

La Instauración de la Inteligencia Artificial

• Church: Bases teóricas de la informática: Definió la noción de una función de enteros positivos efectivamente calculable identificándola con la noción de una función de enteros positivos recursiva.
• Turing: Definió una función computable como aquélla que puede ser computada mediante cierta máquina (llamada desde entonces "máquina de Turing").
• Tesis Church-Turing: Todo lo que puede hacerse mediante un algoritmo puede hacerse mediante un computador.
• Geoff Simons: Primeros computadores construidos por un ingeniero alemán K. Zuse en el régimen nazi. Poco apoyo de Alemania y Aliados, hacen que pasen desapercibidos. Luego en Inglaterra, computador Colossus (con ayuda de Turing) que descifraba mensajes codificados enemigos.
• ENIAC: 1946, Universidad de Pensilvania. Primer computador ampliamente conocido y divulgado. Voluminoso, lento de programar.
• MARK: 1948, Universidad de Manchester. Voluminoso, gran almacenado.
• 1956: Se intentó hacer inteligente a los computadores. Se juntaron 10 lógicos y matemáticos en Darthmouth College, Hanover (New Hampshire): cualquier aspecto del aprendizaje o cualquier otro rasgo de la inteligencia puede en principio ser descrito tan precisamente que pueda hacerse una máquina para simularlo.
• Algunos de los 10:
  • Newell y Simon: (que presentaron un programa para demostrar teoremas lógicos por ordenador).
  • Arthur Samuel: Que había diseñado programas para que un ordenador jugase a las damas.
  • Marvin Minsky: El gran propagandista de la nueva disciplina.
  • John McCarthy: Acuñó la expresión "inteligencia artificial" para referirse a la rama de la informática que estudia el diseño y construcción de máquinas inteligentes, o sea, de máquinas que hacen tareas que, hechas por un humano, atribuimos a la inteligencia.

Cambios Profundos en Psicología

La psicología cognitiva surge como alternativa en el seno de una ciencia que tenía unos tres cuartos de siglo de historia.

• Se opone a la psicología conductista (dominante en USA, desde los años 20 a los 60).
• Watson: 1913. Establece que la finalidad de la psicología es la predicción de la conducta, animal y humana, así como su control.
• Conductistas: La cadena estímulo-respuesta explica cualquier fenómeno psicológico, con lo que el estímulo aparece como causa de la respuesta sin referencia a factor interno alguno.
• Tolman y otros (conductistas): conscientes de las deficiencias resultantes de ignorar los estados internos del organismo, decidieron introducir variables intermediarias entre estímulo y respuesta, apareciendo así el neoconductismo. ¿Quiénes rompieron con los moldes conductistas? Los psicólogos cognitivos.
• Rupturas cruciales con el conductismo:
  • 1956 George Miller
    • Existen severas limitaciones sobre la cantidad de información que somos capaces de recibir, procesar y recordar (en general, en torno a siete ítems).
    • El proceso de recodificar (es decir, agrupar u organizar la secuencia de entrada en unidades o pedazos) es muy importante en la psicología humana.
    • Los conceptos y medidas proporcionados por la teoría de la información suministran un medio cuantitativo de abordar los problemas psicológicos.
  • 1956 Jerome Bruner, Jacqueline Goodnow y George Austin
    • Los procesos cognitivos, entendiendo por tales los medios mediante los cuales los organismos obtienen, retienen y transforman información.
    • Reconocen la existencia de procesos complejos que median entre los estímulos y respuestas clásicos, sin sortear lo "mental", y proponen sustituir la vieja cadena de estímulo-respuesta por un modelo de mediación.
    • Concuerdan con Tolman: en vez de en una centralita telefónica que conecta estímulos y respuestas, en un cuarto de mapas donde se clasifican los estímulos y se ordenan antes de que se produzca una respuesta, y piensan que estos mapas son mapas cognitivos.
    • Estudian la categorización y conceptualización.
  • 1959 Noam Chomsky
    • Lenguaje: No se explica en términos de estímulo-respuesta, sino que se precisa una teoría abstracta más allá de los simples datos empíricos, y en especial se necesita la noción teórica de gramática. Sugiere que el lenguaje se adquiere porque todos los seres humanos están especialmente diseñados para hacerlo.
    • Diferencia con Skinner:
      • Skinner: concibe el lenguaje como un repertorio de respuestas.
      • Chomsky: entiende el lenguaje como producto de una competencia innata.
  • 1960 George Miller, Eugene Galanter y Karl Pribram
    • Manifiesto definitivo de la psicología cognitiva.
    • Proponen sustituir la unidad "reflejo" de los conductistas por una unidad que denominan TOTE (Test-Operate-Test-Exit).
    • TOTE: Cualquier sujeto cognitivo realiza un test inicial para evaluar una situación comparándola con la realización de su plan, si no concuerdan realizará una operación para reducir las diferencias; este ciclo de test y operación se repetirá hasta alcanzar la realización del plan, en cuyo momento se sale de la unidad.
    • El hombre es un sistema que procesa información.
  • 1960 George Miller y Jerome Bruner
    • Fundan Center for Cognitive Studies de la Universidad de Harvard: Entonces, los estudios de psicología cognitiva tenían respaldo académico.

Constitución del Nuevo Campo de las Ciencias Cognitivas

Momentos más importantes de la integración de la psicología cognitiva + la inteligencia artificial al campo de las ciencias cognitivas:

• Howard Gardner: Las ciencias cognitivas se abren camino en 1948 en el simposio celebrado en Pasadena (California) patrocinado por la Fundación Hixon: Temas del simposio:
  • Analogía entre el computador y el cerebro.
  • Modo en que el cerebro procesa información.
  • La organización de la conducta no es impuesta desde el exterior sino que emana del interior del organismo.

Aspectos reveladores:

1. El carácter interdisciplinar de la investigación que se ponía en marcha, en la que desde el comienzo colaboran científicos pertenecientes a disciplinas distintas.
2. La aparición de rasgos básicos en el cognitivismo: la analogía entre computador y cerebro, el interés por los procesos de información y el anticonductismo tan típico de la psicología cognitiva.

• Howard Gardner: En 1956 Allen Newell y Herbert Simon presentaron la primera demostración completa de un teorema realizada por un computador, en la línea de la naciente inteligencia artificial. Chomsky presentó su enfoque transformacional de la gramática, que supone una actitud mentalista frente al conductismo, insistiendo en que la organización del lenguaje "viene de dentro" y es universal. Miller presentó su estudio sobre los límites humanos en la capacidad de procesar información. ¿Qué nos revela esto? El carácter interdisciplinar de la investigación en marcha, con informáticos, lingüistas y psicólogos, así como rasgos básicos del cognitivismo: interés por los computadores, mentalismo y concepción de la actividad mental como procesamiento de información. A esto, Miller hace referencia de la siguiente forma: …la psicología experimental humana, la lingüística teórica y la simulación de procesos cognitivos mediante computadora formaban parte de una totalidad mayor, y de que en el futuro se asistiría a una progresiva elaboración y coordinación de sus comunes inquietudes [...] Durante cerca de veinte años yo había estado trabajando en pro de una ciencia cognitiva antes de saber cómo denominarla.
• Daniel Bobrow y Allan Collins: Primeros en utilizar y divulgar la denominación de "ciencia cognitiva".
• Ciencia Cognitiva: Incluye elementos de psicología, ciencia de la computación, lingüística, filosofía y educación, pero es más que la intersección de estas disciplinas. Su integración ha producido un nuevo conjunto de instrumentos para ocuparse de un amplio campo de cuestiones.
• ¿Cuándo se consolidan las ciencias cognitivas?: Cuando adquieren un carácter institucional al crearse una revista (fundada en 1977, Cognitive Science) y una sociedad científica de investigación cognitiva (Cognitive Society, 1ra vez en 1979, California).

Evaluación Kuhniana de la Aparición de las Ciencias Cognitivas

• Thomas Kuhn: Tiene un libro donde se presenta la historia de la ciencia como un desarrollo a través de sucesivos periodos.
• ¿El análisis kuhniano de la revolución científica se aplica o no a la aparición de las ciencias cognitivas?
  • Las ciencias cognitivas constituyen un campo interdisciplinar de investigación, no son una ciencia única.
  • Importante: Los ejemplos de revolución científica presentados y analizados por Kuhn se refieren a ciencias singulares y no a campos interdisciplinares.
  • Las ciencias cognitivas conforman un campo nuevo de investigación, no son un conjunto de conocimientos que sucedan a otro conjunto de conocimientos de un mismo campo: No resultan aplicables las consideraciones de Kuhn sobre la sucesión de ciencia extraordinaria a la existencia de una ciencia normal. ¿Entonces? Quizá puedan aplicarse a los puntos de vista de Kuhn sobre la ciencia paradigmática.
  • Ciencia Paradigmática: Cuando hay un logro modélico. Entonces, según Kuhn: Los problemas de las ciencias cognitivas se refieren a la cognición en general y a los sistemas inteligentes en particular, podemos pensar que antes de las ciencias cognitivas diversas escuelas filosóficas y psicológicas se ocuparon del conocimiento y de la inteligencia. Lo que para Kuhn significó que estas diversas escuelas no se pusieron de acuerdo en sus tesis fundamentales, no disponían de un logro modélico, ni podían proceder a una recogida de hechos selectiva, evaluadora y crítica.
  • Lo importante: Antes de las ciencias cognitivas ni se entendía el conocimiento como procesamiento de información, ni se creía que humanos, animales y (algunas) máquinas conocían fundamentalmente de la misma manera.
  • En otro libro, llega a la conclusión que: El cambio revolucionario no se produce mediante un cambio de paradigma tan completo que se produzca inconmensurabilidad total entre el antiguo y el nuevo, sino que después de una revolución hay usualmente (quizás siempre) más especialidades cognitivas o campos de conocimiento que había antes. Pero en el caso de la aparición de las ciencias cognitivas no se produce la formación de varias "especies" científicas distintas, sino justamente la integración de varias ciencias en un campo interdisciplinar.
  • Psicología Cognitiva según Kuhn: En el surgimiento de esta, se aplican bastante bien las tesis de Kuhn acerca de la revolución científica. O sea, un cambio de paradigma.
  • Paradigma: Consta de 4 componentes:
    1. Generalizaciones simbólicas.
    2. Creencias en modelos particulares.
    3. Valores (epistémicos) respecto de predicciones o cualidades de las teorías.
    4. Ejemplares o soluciones (modélicas) de problemas concretos.
  • Luego, Kuhn cambia el concepto de paradigma por el de cambio revolucionario, el cual posee 3 características básicas:
    1. Es holista, revisando a un tiempo varias generalizaciones interrelacionadas.
    2. Altera los objetos con los que se relacionan las categorías taxonómicas, además de alterar los criterios de categorización.
    3. Supone un cambio esencial de modelo, metáfora o analogía.
  • Se destaca: Una revolución científica sería el cambio de modelo que dirige toda la ruptura con el pasado y que hace posible una nueva categorización de los objetos en estudio. En la revolución cognitiva, este cambio se produjo desde lo conductista (humanos y animales eran entendidos bajo el modelo de una caja negra, es decir, cajas vacías que responden a los estímulos del ambiente, de tal manera que, podemos añadir, todo es exterior, ya que el ambiente y la conducta son aspectos externos que no requieren de factores internos) a lo cognitivo (humanos y animales son entendidos como sujetos de procesamiento bajo la analogía del computador. Pero en un computador existen estados internos que deben concebirse como la suma total de información almacenada en la máquina en un momento dado).
  • Inteligencia Artificial según Kuhn: También parecen aplicarse bastante bien las tesis sobre la revolución científica. La revolución fue reducida. Surgió tempranamente en el seno de la ciencia de la computación como una especialidad nueva en solapamiento con la lógica y la psicología.
  • Finalmente:
    • La revolución cognitiva, entendida como la aparición del campo interdisciplinar de las ciencias cognitivas, no es una revolución kuhniana. Sí es una revolución según Magiotti.
    • Podemos detectar aspectos del cambio revolucionario kuhniano en el surgimiento de las dos ciencias básicas cognitivas (psicología cognitiva e inteligencia artificial) antes de su integración en su campo interdisciplinar.