CONSCIÊNCIA: RELAÇÕES ENTRE REDUTIBILIDADE E COMPUTABILIDADE

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1 CONSCIÊNCIA: RELAÇÕES ENTRE REDUTIBILIDADE E COMPUTABILIDADE Rogerio Mandelli Doutorando HCTE UFRJ rogerio@hcte.ufrj.br Resumo: O proposto trabalho procura discutir algumas das ideias contemporâneas nos terrenos da filosofia da mente e da física e seus reflexos no cenário da inteligência artificial (IA). O problema da consciência é abordado de formas completamente diferentes e, em muitas delas, diametralmente divergentes. Buscase mostrar a possibilidade ou não da redutibilidade da consciência a sistemas físicos. Dentro dos limites estabelecidos da IA, pode-se conjecturar se os fatos físicos implicam os fatos mentais e estes então, possam ser considerados como apenas mais uma parcela do mundo concreto. Sob a ótica dos problemas, dificuldades e modelos apresentados, o ponto conclusivo do trabalho procura demonstrar e propor discussões sobre a redutibilidade e computabilidade da mente humana e seus limites. Palavras-chave: Consciência, mente, reducionismo, computação. Introdução O problema da consciência ocupa um lugar de destaque ao longo da história do pensamento ocidental. Esta intimamente relacionado a forma como vemos, ouvimos e interpretamos cada instante e como representamos e construímos a nossa realidade. A mente e seus processos correlatos afetam ou são afetados pelos processos físicos e biológicos. Nos primórdios da filosofia clássica, Heráclito, em seu fragmento número 45 afirma: Jamais seria possível descobrir os limites da alma, ainda que todos os caminhos fossem percorridos; tão profunda é a sua medida. (ROBINSON.2010). Vários campos da ciência (biologia, psicologia, etc.) não têm conseguido abarcar os fenômenos da mente de forma adequada. Dessa forma, o trabalho é uma tentativa de discutir ideias em que vertentes da filosofia, da física e da computação possam apontar caminhos mais promissores no campo de uma ainda tortuosa teoria unificada da consciência. Os Problemas da Consciência

2 O filósofo americano Thomas Nagel 1 admite que o fenômeno da consciência pode ser causado por estados físicos no cérebro, mas nega que qualquer análise de tais estados possa ser completa. Qualquer análise reducionista omite o caráter subjetivo da experiência consciente. Segundo ele, todas as tentativas realizadas, via análise reducionista, foram igualmente compatíveis com a ausência da experiência consciente. David Chalmers 2 classificou em duas frentes as dificuldades enfrentadas no estudo dos fenômenos da mente: 1) Problemas fáceis : capacidade de discriminar, categorizar e reagir a estímulos ambientais, etc. 2) Problemas difíceis : conhecidos também como o problema da experiência consciente ou qualia. Alguns exemplos: humor, criatividade, intuição. Decorrente ainda do contexto do problema difícil, encontra-se também o chamado binding problem (problema de ligação). Como a unidade da percepção consciente é provocada pelas atividades distribuídas do sistema nervoso central? Assim, unidade, neste sentido, não parece ter um significado físico, mas tem um caráter crucial na experiência subjetiva. John Searle 3 afirma que a consciência é causalmente redutível aos processos cerebrais, porém, sem ser passível a uma redutibilidade ontológica. Acredita que as propriedades mentais de uma pessoa são categoricamente diferentes de suas micro propriedades físicas. Estas últimas têm ontologia de terceira pessoa, enquanto as primeiras, uma ontologia de primeira pessoa. Superveniência e o Mundo Físico A noção de superveniência formaliza a ideia intuitiva de que um conjunto de fatos pode determinar totalmente outro conjunto deles. Por exemplo, uma vez que todas as leis físicas sobre o mundo são fixas, não há espaço para os fatos biológicos variarem. Isso fornece uma caracterização grosseira do sentido em que as propriedades biológicas sobrevêm das propriedades físicas. Alguns autores, entre eles CHALMERS (1996), apontam caminhos cujas argumentações se dirigem à ideia de que a consciência não é logicamente superveniente ao plano físico. Citamos a seguir alguns destes argumentos: 1 NAGEL (1974). 2 CHALMERS (1996). 3 SEARLE (2007).

3 a) Argumento do conhecimento: experimento hipotético formulado por Frank Jackson (1992) sobre a aquisição ou não de conhecimento quando vivenciamos novas experiências a partir de fenômenos físicos. O autor conclui: Se toda a informação acerca de fatos físicos não é suficiente para conhecermos fatos sobre a consciência, então o fisicalismo é falso. (JACKSON, 1982). b) Argumento da assimetria epistêmica: Conhecendo todos os detalhes sobre a física do universo, as relações de causalidade, tais informações não nos levaria a postular a existência da experiência consciente. O conhecimento da consciência provém da experiência individual e não de nenhuma observação externa. Mesmo quando se sabe tudo sobre os aspectos físicos e biológicos das outras criaturas, não há como afirmar com certeza se estas estão conscientes, ou quais são suas experiências. c) Argumento dos zumbis: possibilidade lógica de um mundo zumbi, onde seus habitantes são fisicamente idênticos a um ser humano consciente, mas que lhes faltam consciência da experiência consciente. De forma semelhante, o autor invoca um exemplo hipotético chamado de isomorfo de silício. Possui organização estrutural como um ser humano comum, mas contém chips de silício onde o ser comum possui neurônios. A partir desses casos, conclui que a existência da experiência consciente não é logicamente decorrente dos fatos sobre a organização funcional do sistema. A Visão Materialista Daniel Dennett defende o modelo chamado Modelo de Rascunhos Múltiplos 4, tentando mostrar que não há um único lugar central, por ele chamado de teatro cartesiano, onde ocorre a experiência consciente. O cérebro consiste de um pacote de atividades semi-independentes. Uma das declarações mais controversas do livro é a de que o conceito de qualia não pode existir. Afirma que nossos cérebros mantêm apenas alguns detalhes relevantes sobre o mundo e registramos apenas o que mudou e assumimos o resto permanecendo da mesma forma. De acordo com ele, a consciência encontra-se nas ações e fluxos de informação de local para local, em vez de alguma visão singular contendo nossa experiência. Física da Mente? Entidades emergentes (propriedades ou substâncias) 'surgem a partir de entidades mais fundamentais e ainda são estranhas ou irredutíveis em relação às mesmas. Alguns cientistas pesquisam a consciência como sendo uma propriedade emergente do cérebro, como o caso do físico americano Lazlo Barabási 5. As ciências da complexidade que emergem começam a sugerir que a ordem não é acidental. Leis da complexidade geram espontaneamente a maior parte da ordem do mundo natural. Só então a seleção natural entra em jogo, moldando e refinando depois. (KAUFFMAN, 1995). 4 DENNETT (1991). 5 BARABÁSI (2002).

4 Neste cenário, completado por Kauffman, o acaso promovido pela seleção natural sai da cena inicial e entra o determinismo da complexidade, baseado nas leis naturais. A ordem surge de forma espontânea, esta é a base da teoria. Ainda dentro dos limites das teorias da física, encontramos PENROSE (1994) que critica as perspectivas da chamada Inteligência Artificial (IA) forte. Partindo do teorema de Gödel e outras considerações, afirma que certos aspectos da consciência humana devem estar fora dos limites de qualquer sistema computacional, sendo, portanto, não computáveis. Segundo o autor, o ponto de partida deveria ser de onde todos os fenômenos da realidade surgem, em uma área onde nossas atuais teorias físicas são fundamentalmente incompletas. Esta incompletude é a questão não resolvida, referida como o problema da medição da Mecânica Quântica (MQ). Segundo ele, uma maneira de solucioná-la seria uma mudança da estrutura padrão da MQ através da introdução de uma forma objetiva de redução de estados quânticos chamada 'OR' (redução objetiva) 6. Sua controversa proposta baseia-se numa mudança na estrutura vigente da MQ, buscando uni-la de forma adequada à Relatividade Geral, isto é, na ainda aparentemente distante teoria quântica da gravitação. Nesta teoria, as componentes dos operadores 7 U e R são consideradas aproximações diferentes de um procedimento único, muito mais abrangente e exato. Esta abordagem penrosiana parece apontar para uma teoria monista, cujo elemento unificador tem um caráter essencialmente não algorítmico, não permitindo assim espaço para a computabilidade do sistema. Mentes e Computadores Os dois Teoremas da Incompletude de Gödel tornaram-se importantes na discussão da inteligência artificial. PENROSE (1994) acredita que os teoremas mostraram que o entendimento humano não se reduz a um conjunto de regras computacionais ou algoritmos, não permitindo se chegar a uma inteligência artificial forte. O que Gödel demonstrou e Penrose utiliza na discussão da mente e da inteligência artificial como uma ruptura de paradigma na lógica, é que nenhum sistema formal F pode ser ao mesmo tempo consistente e completo. Penrose 6 PENROSE (1996). 7 Procedimentos fundamentais da mecânica quântica.

5 classifica alguns níveis computacionais e os relaciona com as atividades cerebrais. São quatro diferentes pontos de vista extremos e possíveis para os limites da IA: A - Todo o pensamento reduz-se à computação e a experiência da consciência pode ser produzida através da computação apropriada (IA forte). B - A consciência decorre de processos físicos que ocorrem no cérebro e, embora elas possam ser simuladas em computador, as simulações por si só não produzem a consciência (Searle e Chalmers podem ser aqui enquadrados). C - As atividades físicas do cérebro que produzem a consciência não podem ser simuladas através de algoritmos computacionais (defendido por Penrose). D - A consciência nem se reduz à computação nem às atividades físicas do cérebro e não pode ser explicada cientificamente (não considerado pela ciência). PENROSE (1994) elege duas objeções à inteligência artificial forte (ponto de vista A): a) Funcionais: relativas ao comportamento criativo ou flexível que os seres humanos possuem; b) Não-computabilidade do pensamento matemático, baseado nos Teoremas da Incompletude de Gödel. Dessa forma, o autor baseia-se nos teoremas de Gödel para tentar provar que o papel da consciência não apresenta um caráter algorítmico ao formar juízos matemáticos e afirma que isto possa também ser aplicado às circunstâncias gerais do cotidiano. Dentro da teoria da computação o experimento mental do problema da parada de Alan Turing é um problema sobre decisão que pode ser assim declarado de maneira informal: Dada uma descrição de um programa e uma entrada finita, decida se o programa termina de rodar ou rodará indefinidamente, dada a referida entrada. (TURING, 1936). Turing provou que um algoritmo genérico para resolver o problema da parada, para todos pares / programa-entrada possíveis, não pode existir. Dizemos que o problema da parada é: indecidível nas Máquinas de Turing. Assim, quando admitimos que a consciência tenha evoluído através da seleção natural e que, analogamente acreditar que ações das consciências dos programadores de um computador são, em si, simples algoritmos, então devemos chegar à conclusão de que a mente tenha evoluído de forma semelhante. Mas a questão fundamental neste contexto refere-se ao problema da parada da máquina de Turing, pois decidir se um

6 algoritmo funciona ou não, requer um processo intuitivo e não apenas de procedimentos algorítmicos. O argumento do quarto chinês, imaginado por Searle 8 busca refutar os teóricos da IA forte e do funcionalismo. Baseia-se na presunção de que a sintaxe (gramática) não é garantia de existência da semântica (sentido). Searle preocupa-se com a questão da compreensão e se uma ação apropriada de um dado computador pode ser realizada para alcançar esta qualidade mental. Computadores Conscientes? Cientistas e filósofos acreditam que as leis da física são potencialmente computáveis, tornando assim totalmente plausível a simulação computacional do comportamento humano. Além das objeções já mencionadas, há as chamadas objeções experienciais, nomeadas assim por CHALMERS (1996). Admitem que os computadores possam simular o comportamento, mas lhes faltaria a parcela fenomenal da mente humana, não possuindo vida interna, ausência de experiência consciente e verdadeiro entendimento. Assim, perante tal cenário, um computador poderia fornecer apenas uma simulação da mente humana, mas não sua replicação. Apesar de partidário da irredutibilidade da consciência, Chalmers não possui uma visão crítica da IA forte. Identifica importantes questões sobre critérios de computabilidade: 1) A primeira diz respeito à força de conexão entre sistemas físicos e consciência: a consciência é constituída por processos físicos, ou esta simplesmente surge de processos físicos? 2) A questão está ligada à forma da conexão, onde a organização desta bastaria para que os sistemas físicos dessem lugar à consciência? Considera não óbvio que um determinado tipo de computação possa dar origem à consciência. Assim como processos físico-químicos no cérebro proporcionem também a origem da consciência. Conclui-se então, que a adoção de uma visão não-reducionista da consciência deveria deixar a questão aberta. O autor apoia-se no seu princípio da invariância organizacional que estabelece que qualquer sistema com a forma correta em sua organização funcional é consciente, não importando seu substrato físico. Por consequência deste argumento, uma máquina constituída a partir de componentes de silício poderia ser consciente. O que ainda 8 SEARLE (1980).

7 permanece nebuloso neste argumento é como é realizada a conexão entre a computação e a organização funcional. Defende ainda a adoção de um formalismo único: autômatos de estados combinatórios (CSA). Esta classe de computação é suficientemente geral, de forma que sua implementação associada pode ser facilmente estendida para a aplicação à outras classes. Um CSA é um modelo mais sofisticado de um autômato de estado finito (FSA), pois disponibiliza uma cadeia de estados internos estruturados (S i j). Cada elemento S i pode assumir um número finito de valores S i j. Onde S i j é o valor jésimo possível do i-ésimo elemento. Estes valores podem ser pensados como subestados do estado geral. Entradas e saídas têm um tipo similar de estrutura complexa: uma entrada é um vetor [I l,...,l k ], e uma saída é um vetor [O l,..., O m ]. De maneira não formal, pode-se dizer que um sistema físico implementa uma computação quando a estrutura causal do sistema espelha a estrutura formal da computação. O sistema é implementado (computacionalmente) se existe uma forma de mapeamento dos estados deste para os estados físicos, que por sua vez, são causalmente relacionados com os estados que são formalmente ligados aos primeiros de forma correspondente. Inteligência Artificial Forte Os requisitos para se implementar um CSA são muito semelhantes ao que é necessário para apreender uma organização funcional. Uma organização funcional é determinada especificando-se um número de componentes abstratos, um número de estados para cada componente, e um sistema de relações de dependência causais que indica como o estado de cada componente depende de estados anteriores e das respectivas entradas e saídas. Compreender a organização funcional é quase o mesmo que implementar o CSA correspondente, ficando mais forte, dessa forma a ligação entre a organização abstrata causal de um sistema com sua respectiva computação. De acordo com Chalmers, esta conexão faz a defesa da IA forte, de forma paradoxal com sua teoria não-reducionista. Qualquer sistema físico que implemente este CSA, terá uma organização funcional tão fina e sofisticada que poderia teoricamente replicar o nível funcional dos neurônios do cérebro. Pelo princípio de invariância, este sistema irá ter experiências semelhantes daquelas apreendidas pelo cérebro. Talvez um número infinito de estados seja necessário

8 para cada neurônio. Transições entre esses estados infinitos podem ser não computáveis, não originando assim estados conscientes. Conclusão O trabalho apresentou dois vetores de pesquisa em busca da mesma resposta na direção da compreensão da consciência: 1) Questões filosóficas, que apontam numa direção top down em que partimos de conjecturas mentais em direção ao mundo da realidade física, do modo como estamos presentes no mundo. 2) A partir do mundo subatômico das partículas elementares, a consciência emergiria através de processos quânticos num fluxo bottom up em direção ao mundo cotidiano. Em ambas as abordagens o chamado gap explanatório persiste. Como podem alguns organismos estar sujeitos à experiência e, por que qualquer transformação de processos físicos poderia originar uma riquíssima e significativa vida interior? A grande questão que permeia os estudos da mente focase em qual metodologia é mais adequada para a compreensão da origem e natureza da consciência. A subjetividade da experiência do mundo representa um grave problema de diferença qualitativa. Em todas as tentativas de confrontar as questões da consciência, sejam através de teorias físicas ou não, o caráter subjetivo da experiência consciente parece ainda longe de qualquer resolução. Embora a descrição científica baseie-se exclusivamente sobre o universo físico objetivo, nosso contato com a realidade é fundamentado através de nossa experiência subjetiva consciente. As possibilidades levantadas sobre a computabilidade da mente são ainda bastante conjecturais, apoiando-se, muitas vezes, em argumentos intuitivos ou filosóficos, sem qualquer caráter experimental. As hipóteses são bastante ousadas, mas muito distantes ainda de qualquer perspectiva para a construção ou simulação de estruturas fenomenologicamente conscientes. Referências BARABÁSI, A. L. Linked: how everything is connected to everything else and what it means for business. New York: Science and Everyday Life. Plume-Penguin Group Inc., CHALMERS, David. The conscious mind: Search of a Fundamental Theory. New York Oxford University Press, DENNETT, Daniel C. Consciousness explained. New York: Back Bay Books, Brown and Company Hachette Book Group, 1991.

9 JACKSON, Frank. Epiphenomenal Qualia. Philosophical Quarterly,1982a. 32, 127, pp KAUFMANN Walter; BAIRD, Forrest. From plato to derrida: Upper saddle river. New Jersey: Pearson Prentice Hall, NAGEL, T. What is it like to be a bat? Philosophical Review, : PENROSE, R.; HAMEROFF, S. Orchestrated reduction of quantum coherence in brain: Mathematics and Computers in Simulation. Elsevier Science, , , B.V. PENROSE, Roger. Shadows of the mind: A Search for the Missing Science of Consciousness. Oxford: Oxford University Press, ROBINSON, Thomas. As Origens da Alma: Os gregos e o conceito de alma de Homero a Aristóteles. São Paulo: Editora Annablume, SEARLE, John. Minds, brains and programs: The Behavioral and Brain Sciences,. Cambridge: Cambridge University Press, V Biological naturalism. The Blackwell Companion to Consciousness. Massachusetts: Blackwell Publishing Ltd., TURING, Alan. On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem, Proceedings of the London Mathematical Society, Series 2, 42, pp