Mechanicyzm, wyjaśnienia funkcjonalne i wieloraka realizowalność

Jak się jednak okazuje, mechanistyczny model wyjaśniania nie może zostać zastosowany do kognitywistyki w sposób całkowicie bezpro-blemowy. Wśród dość szeroko akceptowanych w kognitywistyce i fi-lozofii umysłu – przynajmniej w tradycji analitycznej – założeń do-tyczących natury wyjaśniania w  naukach o  poznaniu znajduje się także takie, które wydaje się prima facie nie do pogodzenia z me-chanicyzmem. Chodzi mianowicie o twierdzenie, zgodnie z którym wyjaśnianie w kognitywistyce ma charakter funkcjonalny, przy czym jedną z jego form jest wyjaśnianie obliczeniowe.

Dlaczego twierdzenie o funkcjonalnej naturze wyjaśniania w na-ukach kognitywnych stanowi problem z  punktu widzenia me-chanicyzmu? Zauważmy, że mechanizmy są bytami fizycznymi. Mechanizmy poznawcze to w takiej perspektywie mechanizmy neu-robiologiczne: funkcjonalnie scharakteryzowane, zorganizowane komponenty (na przykład grupy czy populacje neuronów) ośrod-kowego układu nerwowego. Budowanie mechanistycznych wyja-śnień zjawisk poznawczych wymaga, by postulowane mechanizmy były neurobiologicznie adekwatne, czyli zgodne z tym, jak działają realne, biologiczne mózgi. Z punktu widzenia mechanicyzmu,

neu-proof

ronauka jest więc integralną i posiadającą centralne znaczenie czę-ścią nauk kognitywnych. Tymczasem przyjęcie funkcjonalistyczne-go spojrzenia na naturę wyjaśniania w  kognitywistyce wydaje się stać w sprzeczności z takim twierdzeniem. Dostarczanie wyjaśnie-nia pewnego zjawiska poznawczego w kategoriach funkcjonalnych zdaje się niezależne względem „strukturalnych” faktów dotyczących budowy i organizacji mózgu, a także – przez te fakty nieogranicza-ne. Można na przykład twierdzić, że co prawda poznanie szczegó-łów dotyczących neuronalnej implementacji pewnego modelu ob-liczeniowego będzie naukowo przydatne, jednak model ten posiada wartość eksplanacyjną niezależnie od tego, jak jest on zaimplemen-towany w mózgu. Z takiego punktu widzenia kognitywistyka pozo-staje autonomiczna względem neuronauki w następującym znacze-niu: (1) wyjaśnienia nie są tu ograniczane i weryfikowane przez fakty neurobiologiczne; (2) kognitywiści mogą formułować kompletne i poprawne wyjaśnienia zjawisk niezależnie od tego, jakie są fakty dotyczące organizacji i sposobu działania mózgu (Piccinini, Craver 2011).

Wydaje się jednak, że podejścia funkcjonalne i mechanistycz-ne mogą zostać uzgodnioi mechanistycz-ne, a niekompatybilna z mechanicyzmem teza o autonomii kognitywistyki względem neuronauki – odrzuco-na. Gualtiero Piccinini i Craver (2011) wyróżniają trzy typy wyja-śnień funkcjonalnych stosowanych przez kognitywistów26: (1) ana-lizę zadań, w której funkcjonalnie dekomponuje się pewną zdolność na szereg zdolności składowych (na przykład dekompozycja pa-mięci semantycznej na kodowanie, przechowywanie i  odzyski-wanie); (2) wyjaśnianie zdolności poznawczej przez postulowanie

26 Piccinini oraz Craver (2011) piszą co prawda o autonomii psychologii (a nie ko-gnitywistyki jako takiej) względem neuronauki, jednak wydaje się, że de

fac-to za pomocą terminu „psychologia” oznaczają oni dowolną dyscyplinę,

któ-ra wyjaśnia zjawiska poznawcze czysto funkcjonalnie. Ich argumentacja stosuje się równie dobrze do sztucznej inteligencji, o ile ta miałaby pretensje do bycia neutralną względem neuronauki. Z tego właśnie powodu w tej pracy formułuję kwestię autonomii wyjaśnień funkcjonalnych w kategoriach relacji między neu-ronauką a czysto „funkcjonalistyczną” kognitywistyką, a nie jedynie psycholo-gią czy inną dyscypliną składową kognitywistyki.

proof

wewnętrznych, funkcjonalnie indywiduowanych stanów systemu i procesów polegających na zmianie tych stanów w czasie; (3) „pu-dełkowe” (boxological) wyjaśnienia zdolności poznawczych w  ka-tegoriach wchodzących ze sobą w  interakcje komponentów syste-mu („czarnych skrzynek”), które to komponenty są indywiduowane czysto funkcjonalnie. Choć prowadzony przez Piccininiego i Crave-ra wywód jest złożony i szczegółowy, to prezentowany przez nich argument przeciwko autonomii „funkcjonalistycznej” kognitywisty-ki względem neuronaukognitywisty-ki okazuje się stosunkowo prosty. Dowolna zdolność poznawcza może mieć kilka alternatywnych modeli funk-cjonalnych. Rzekoma poprawność każdego z  nich będzie na ogół uzasadniana przez odwołanie do jego fenomenalnej adekwatności, to znaczy faktu, że model ten umożliwia przewidywanie zachowa-nia systemu w  określonych sytuacjach (przy otrzymaniu określo-nych daokreślo-nych wejściowych). Jednakże skuteczność predykcyjna nie wystarcza do wyjaśnienia zjawiska. Nie jest ona nawet w tym celu konieczna. Możemy rozumieć działanie systemu (dysponować jego wyjaśnieniem), nie potrafiąc go przewidzieć, a  zarazem zdolno-ści do przewidzenia działania systemu nie zawsze towarzyszy rozu-mienie, jak on działa. Jaki dodatkowy warunek musi zatem spełniać model funkcjonalny, aby zyskał status wyjaśnienia? Otóż mechani-cyzm proponuje intuicyjną i wiarygodną odpowiedź na to pytanie. Zgodnie z  nią kryterium eksplanacyjnej wartości dowolnego mo-delu funkcjonalnego stanowi możliwość uzgodnienia dekompo-zycji funkcjonalnej z  dekompozycją strukturalną danego systemu poznawczego. Innymi słowy, musi istnieć możliwość przypisania funkcji specyfikowanych w takim modelu konkretnym komponen-tom mechanizmu, pojmowanego jako pewien realny, fizyczny (a nie jedynie abstrakcyjny) układ. Tym samym rzeczywistą wartość czy moc eksplanacyjną ma ten spośród alternatywnych modeli funkcjo-nalnych, który stanowi adekwatny (lub najbardziej przybliżony) opis funkcjonalnej organizacji komponentów mechanizmu rzeczywiście odpowiedzialnego za tę czy inną zdolność poznawczą. W związku z tym (1) zdolności składowe wyróżniane w ramach analizy zadań powinny być rozumiane jako zdolności przypisywane komponen-tom mechanizmu; (2) wewnętrzne stany modelowanego systemu

proof

powinniśmy rozumieć jako stany, w których znajdują się jego kom-ponenty; (3) „czarne skrzynki” w modelach „pudełkowych” powin-niśmy rozumieć jako komponenty mechanizmu cechujące się okre-ślonym umiejscowieniem funkcjonalnym w ramach tego systemu. Mówiąc obrazowo: aspirujące do miana wyjaśnień modele funkcjo-nalne stoją przed trybunałem faktów „strukturalnych” dotyczących składu i organizacji realnych, fizycznych mechanizmów.

Wniosek, jaki wyciągają Piccinini i Craver (2011) z tych rozwa-żań nie głosi, że budowanie czysto funkcjonalnych modeli to czyn-ność eksplanacyjnie bezwartościowa. Chodzi im raczej o to, że prak-tyka ta nie jest ani odrębna, ani autonomiczna względem praktyki budowania wyjaśnień mechanistycznych. Autorzy ci formułują tę ideę, posługując się rozróżnieniem na szkice oraz schematy mecha-nizmów, o  którym wspomniałem w  sekcji 2.1.1. Szkice mechani-zmów są na ogół tworzone we wczesnych stadiach badania nauko-wego. Stanowią one wynik prób zrozumienia budowy mechanizmu odpowiedzialnego za dane zjawisko, jednak są niekompletne, pełne uproszczeń, idealizacji, a także często wykorzystują w opisie mecha-nizmu nieprecyzyjne „terminy-wypełniacze” (filler terms). Systema-tyczne uzupełnianie luk obecnych w szkicu i związany z tym wzrost jego deskryptywnej adekwatności skutkuje ostatecznie zmienieniem go w schemat mechanizmu, czyli taki opis mechanizmu, który moż-na określić, przymoż-najmniej w przybliżeniu, jako kompletny i precy-zyjny27. Wedle Picciniego i Cravera funkcjonalne modele zdolności poznawczych powinniśmy traktować jako szkice mechanizmów. Są one wstępnymi reprezentacjami mechanizmów, często budowanymi w sytuacji, w której nie znamy jeszcze faktów dotyczących ich real-nej, fizycznej struktury. Jeśli takie czysto funkcjonalne szkice mają zamienić się w eksplanacyjnie „pełnowartościowe” schematy, muszą być one systematycznie rewidowane i uzupełniane w świetle wiedzy na temat rzeczywistej strukturalnej organizacji stosownych mecha-nizmów zlokalizowanych w ośrodkowym układzie nerwowym (mó-zgu). Tym samym modele funkcjonalne (1) podlegają

ogranicze-27 Jak się wydaje, nie sposób wskazać jednoznacznie „punkt”, w którym szkic me-chanizmu staje się schematem. Kategorie te należy uznać za rozmyte.

proof

niom i są weryfikowane w świetle wiedzy o strukturalnej organizacji mózgu, a także (2) tylko w świetle tej wiedzy mogą one być uzna-wane za poprawne lub niepoprawne. Akceptacja wartości opisów czy modeli funkcjonalnych w kognitywistyce nie implikuje nieprzy-jaznej mechanicyzmowi tezy o autonomii tej dyscypliny względem neuronauki. Zachodzi ciągłość między tworzonymi przez psycho-logów czy badaczy zajmujących się sztuczną inteligencją modelami funkcjonalnymi systemu poznawczego a neuronaukowymi odkry-ciami dotyczącymi budowy i organizacji mózgu. Dzieje się tak dla-tego, że obie te dyscypliny są, choć w inny sposób i od innej strony, zaangażowane w realizowanie jednego celu polegającego na dostar-czaniu mechanistycznych wyjaśnień zdolności poznawczych.

Jak zostało już zaznaczone, bardzo istotną podkategorię wyja-śnień funkcjonalnych w kognitywistyce stanowią wyjaśnienia obli-czeniowe. Czy także do nich można zastosować powyższą argumen-tację? Czy i one są formą wyjaśnień mechanistycznych? Wydaje się, że przedstawiona powyżej strategia argumentacyjna wspiera twier-dzącą odpowiedź na to pytanie. Możemy dysponować kilkoma róż-nymi, jednak za każdym razem predykcyjnie skutecznymi oblicze-niowymi modelami zdolności poznawczej charakteryzującej pewien system. Czynnikiem różnicującym moc eksplanacyjną tych po-szczególnych alternatywnych modeli będzie zaś to, jak dobrze opi-sują one, w jaki sposób dany system rzeczywiście generuje określo-ne wzorce zachowań, to znaczy jakie wewnętrzokreślo-ne mechanizmy za to odpowiadają (Buller 1993; Piccinini 2007a, 2007b; Kaplan 2011; Miłkowski 2013).

Na czym polega jednak to, że pewien model obliczeniowy do-brze opisuje rzeczywistą przyczynową strukturę mechanizmu? To osobne zagadnienie, którego nie można tu systematycznie rozwinąć. Mówiąc jednak bardzo ogólnie, możemy potraktować model obli-czeniowy jako model specyfikujący ciąg liter (symboli) w skończo-nym alfabecie oraz listę instrukcji (program) określających reguły przetwarzania jednych ciągów liter z tego alfabetu na inne (Piccinini 2007a, 2007b; por. Miłkowski 2013). W mechanizmie odpowiadają-cym temu modelowi komponenty (lub stany, w jakich się one znaj-dują) odpowiadają literom alfabetu. Komponenty stanowiące

egzem-proof

plarze jednego typu litery z alfabetu będą zbliżone pod względem posiadanych własności fizycznych, a także będą różniły się fizycz-nie od komponentów stanowiących egzemplarze liter innego typu. Mechanizm powinien być przyczynowo „wrażliwy” na tego rodza-ju podobieństwa i różnice, tak że komponenty należące do jednego typu będą w nim przetwarzane inaczej, niż komponenty podpada-jące pod inne typy liter. Jeśli komponenty są w ramach mechani-zmu manipulowane (przetwarzane) w zgodzie z zestawem instruk-cji zawartym w modelu obliczeniowym, to można uznać, że model ten poprawnie opisuje działanie tego mechanizmu. Nie oznacza to rzecz jasna, iż ten sam model obliczeniowy nie może poprawnie opi-sywać mechanizmów o  bardzo różnych własnościach fizycznych, konkretnie mechanizmów opierających się na różnych materiałach fizycznych. Modele obliczeniowe są tym samym neutralne ze wzglę-du na nośnik czy też medium (na przykład elektryczne lub elektro--chemiczne), w którym przebiegają obliczenia. Pamiętajmy jednak, że taka neutralność nie implikuje globalnej neutralności względem mechanistycznej organizacji systemów fizycznych, których działanie jest obliczeniowo wyjaśniane. Choć modele obliczeniowe nie nio-są pewnych zobowiązań dotyczących mechanizmów – a konkretnie zobowiązań odnoszących się do materiału fizycznego stanowiącego nośnik obliczeń – to jednak ich poprawność i moc eksplanacyjna za-leżą od innych własności tych mechanizmów, mianowicie od funk-cjonalnej organizacji ich komponentów28. Raz jeszcze, dekompozycja funkcjonalna (tu: obliczeniowa) systemu zyskuje status wyjaśnienia tylko wtedy, gdy można ją uzgodnić z dekompozycją strukturalną.

Dotychczasowym rozważaniom można zarzucić, że nie odniosły się one explicite do centralnego zagadnienia związanego z wyjaśnie-niami funkcjonalnymi i ich autonomią, mianowicie do kwestii

wie-28 Nawiązując do roważań Lawrence’a Shapiro (2000), można powiedzieć, że mo-dele obliczeniowe są neutralne ze względu na te fizyczne własności, które nie są istotne czy relewantne dla wyjaśnianej zdolności poznawczej (w takim znacze-niu, w jakim na przykład posiadany kolor nie jest istotny/relewantny dla funk-cjonowania otwieracza do wina). Nie są one natomiast neutralne ze względu na fizyczne własności mechanizmu, które są relewantne czy istotne dla wyjaśnia-nej zdolności.

proof

lorakiej realizowalności modeli czy opisów funkcjonalnych. Modele funkcjonalne (w tym obliczeniowe) mogą być realizowane przez róż-niące się fizycznie mechanizmy. Tymczasem to właśnie wieloraka re-alizowalność miała tradycyjnie gwarantować kognitywistyce autono-mię wobec neuronauki (Fodor 2008). Na pierwszy rzut oka jest jednak zupełnie niejasne, jak dokładnie zjawisko wielorakiej realizowalności miałoby uderzać w mechanistyczne ujęcie wyjaśniania w kognitywi-styce. Po pierwsze, jak pokazałem, fakt, iż modele funkcjonalne są do pewnego stopnia neutralne ze względu na fizyczną budowę opisywa-nych przez nie mechanizmów, nie zagraża tezie, że modele funkcjo-nalne to w istocie szkice mechanizmów. Po drugie, poziomy mecha-nizmów to poziomy organizacji kompozycyjnej, a nie realizacji (por. sekcja 2.2.1; por. Craver 2007: 211–217). Między poziomami mecha-nizmów zachodzi relacja kompozycji, a nie bycia realizowanym.

Istnieje jednak jeden sposób, w jaki zjawisko wielorakiej reali-zowalności przynajmniej potencjalnie mogłoby uderzać w przyjmo-wane tu przeze mnie, mechanistyczne ujęcie wyjaśniania w kogni-tywistyce. Relacja między poziomami mechanizmów nie została co prawda wcześniej scharakteryzowana jako relacja między pozioma-mi realizacji, lecz jako pewna forma relacji kompozycyjnej. Mimo to ktoś mógłby zaproponować, że relacja realizacji zachodzi między zdolnościami przypisywanymi systemom jako całościom a mechani-zmami odpowiadającymi za te zdolności. Zdolności zaś mogą być wielorako realizowane mechanistycznie, w tym sensie, że (1) co naj-mniej dwa różne pod względem budowy i organizacji fizycznej ro-dzaje systemów fizycznych mogą posiadać jedną (typicznie) zdol-ność; (2) w  każdym z  tych rodzajów systemów poprawne będzie inne mechanistyczne wyjaśnienie tej zdolności. U dwóch różnych gatunków biologicznych – dwa różne typy mechanizmów neurobio-logicznych mogłyby odpowiadać za tę samą zdolność poznawczą, cechującą oba te gatunki. Fakt ten miałby uderzać w twierdzenie, że zdolności są wyjaśnialne za pomocą mechanizmów neurobiolo-gicznych, co z kolei miałoby gwarantować kognitywistyce autono-mię względem neuronauki.

Także powyższa argumentacja nie zagraża jednak mechani-cyzmowi i zawartemu w nim spojrzeniu na rolę neuronauki

w na-proof

ukach kognitywnych. Można na nią odpowiedzieć na dwa sposo-by. Jeden typ odpowiedzi nie jest argumentem czysto pojęciowym. Odwołuje się on raczej do pewnych metafizycznie przygodnych fak-tów o świecie fizycznym. Zgodnie z taką repliką możliwość i skala „występowania” wielorakiej realizowalności w świecie fizycznym jest przeceniona przez wielu filozofów umysłu. Po pierwsze, wydaje się, że autorzy opowiadający się za wieloraką realizowalnością stosują gruboziarniste kryteria indywiduacji rodzajów mentalnych, jedno-cześnie przyjmując nieuzasadnienie drobnoziarniste, naukowo nie-akceptowalne kryteria indywiduacji rodzajów neurobiologicznych (Bechtel, Mundale 1999). Teza o wielorakiej realizowalności ma za-tem u swoich podstaw pewną pomyłkę naukową, polegającą na sto-sowaniu zbyt szczegółowej taksonomii stanów neurobiologicznych. Po drugie, istnieją racje za tym, by twierdzić, że występują nomo-logiczne i „inżynieryjne” granice wielorakiej realizowalności: wie-le (większość) zdolności poznawczych czy biologicznych może być realizowana przez bardzo niewielkie spektrum mechanizmów, speł-niających ściśle określone ograniczenia strukturalne (Shapiro 2000; Bechtel 2008: 139–141). Obie te obserwacje prowadzą do wniosku, że, mówiąc nieco kolokwialnie, wieloraka realizowalność nie wystę-puje „w naturze” – lub wystęwystę-puje jedynie w stopniu minimalnym. Drugi typ odpowiedzi na zarzut z wielorakiej mechanistycznej realizowalności zdolności poznawczych ma z  kolei naturę czysto konceptualną. Powinniśmy bowiem zapytać, dlaczego tak rozuna wieloraka realizowalność zdolności pozrozunawczych w ogóle mia-łaby stanowić problem dla mechanistycznego modelu wyjaśniania? Otóż wydaje się, że mogłoby tak być tylko w świetle ściśle okreś-lonych założeń dotyczących wzajemnych relacji różnych poziomów wyjaśniania. Argument odwołujący się do wielorakiej realizowalno-ści będzie skuteczny tylko wtedy, gdy przyjmiemy, że wyjaśnienie zdolności przyjmuje postać redukcji interteoretycznej, rozumianej jako dedukcja jednej teorii z drugiej (Fodor 2008; por. Bechtel 2008: 155–157). Taka redukcja wymaga wszakże sformułowania praw czy definicji mostowych, specyfikujących definicyjne związki terminów teorii redukowanej i redukującej. Wieloraka realizowalność wyklu-cza możliwość stworzenia takich interteoretycznych pojęciowych

proof

„mostów”: egzemplifikacja żadnej własności neurobiologicznej nie jest zarazem konieczna i  wystarczająca dla zaistnienia określonej własności (zdolności) psychologicznej czy poznawczej (por. Fodor 2008). Jeśli zatem przyjmiemy tego rodzaju model redukcji interteo-retycznej, to możliwość wyjaśnienia zdolności poznawczych przez odwołanie do ich mechanizmów będzie problematyczna.

Trzeba jednak zauważyć, że mechanicyzm wcale nie przyjmu-je tego rodzaju teorii redukcji (Craver 2007: 233–246; Bechtel 2008: 142–157). Nie ma w nim mowy o tym, aby predykaty opisujące zdol-ności systemów jako całości (poziom wyższy) miały być definiowal-ne za pomocą predykatów opisujących składowe i organizację me-chanizmu (poziom niższy). Mechanistyczny model wyjaśniania nic takiego nie zakłada. Z punktu widzenia mechanicyzmu nic nie stoi na przeszkodzie, aby stwierdzić, że jedna zdolność ma dwa różne wyjaśnienia mechanistyczne, a poprawność każdego z nich jest zre-latywizowana do, dla przykładu, danego gatunku biologicznego. W fakcie tym nie ma nic problematycznego czy „tajemniczego”. Tym samym zarzut z wielorakiej mechanistycznej realizowalności zdol-ności mentalnych jest nietrafiony i nie można na jego podstawie ar-gumentować za autonomią kognitywistyki względem neuronauki. Obrona mechanicyzmu przed zarzutami odwołującymi się do funkcjonalnej natury wyjaśniania w kognitywistyce oraz wielorakiej realizowalności zdolności poznawczych zamyka przedstawioną tu rekonstrukcję mechanistycznego modelu wyjaśniania. W kolejnych rozdziałach tej książki będę przyjmować, że zasadniczym czy funda-mentalnym rodzajem wyjaśniania w kognitywistyce jest wyjaśnia-nie za pomocą mechanizmów. Ujmując to w  kategoriach bardziej normatywnych, duża część praktyki epistemicznej kognitywistów, która zasługuje na miano praktyki pełnoprawnie eksplanacyjnej, opiera się na strukturalnej i  funkcjonalnej dekompozycji systemu poznawczego, wykonywanej w celu odkrycia mechanizmów stoją-cych u podstaw zdolności poznawczych. Następny rozdział poświęcę zastosowaniu tej ogólnej idei do kwestii eksplanacyjnej wartości re-prezentacji mentalnych. Spróbuję w nim wykorzystać mechanistycz-ny model wyjaśniania w celu sformułowania kryterium bycia wyja-śnieniem reprezentacyjnym.

proof

rozdział 3

Reprezentacje i mechanicyzm.