Cybernetics: en matematiker i sinnet | natur

Cybernetics: en matematiker i sinnet | natur

Anonim

ämnen

  • Datavetenskap
  • Utbildning
  • Matematik och datoranalys
  • neuro~~POS=TRUNC

Manuel Blum undersöker en biografi om cybernetikpionjären Warren McCulloch och hans revolutionära tider.

Rebel Genius: Warren S. McCullochs gränsöverskridande liv i vetenskap

Av Tara Abraham

MIT Press: 2016. 9780262035095

Image

Bild: Illustration av Eoin Ryan

1958, under mitt juniorår vid Massachusetts Institute of Technology, uppmuntrade Richard Schoenwald - vars handledning om Sigmund Freud jag tog - mig att träffa anti-Freud, Warren McCulloch. Där Freud hade skrivit The Future of an Illusion (1927), en kritik av religion, motverkade McCulloch med The Past of a Delusion (1953), en hänvisning till Freud (titeln säger allt). Jag tappade in i McCullochs källarlaboratorium och befann mig inför en hög, slående karaktär: långt skägg, grov skotsk ulldräkt, böcker staplade till taket. Jag betrodde att jag ville förstå hur hjärnan fungerar. Han gav mig en kärna av sina "Forskningslaboratorium för elektronik" -publikationer. Dessa visade hur man konstruerar neurala nätverk av formella (modell) neuroner som kunde kontrollera för fel i dessa neuroner. Veckor senare förklarade jag och bevisade ett ställe att hans formella nervceller kunde konfigureras för att göra det som hans nätverk behövde. Med det var jag i, mentorerade och inspirerad av McCulloch under de kommande sex åren och räknade.

I Rebel Genius erbjuder vetenskapshistorikern Tara Abraham en biografi om McCulloch (1898–1969) som lyser ett ljus på det tjugonde århundradets revolution inom sinnesvetenskap och cybernetik - den vetenskapliga studien av automatisk kontroll i djur (inklusive människor) och maskiner.

McCulloch insisterade på att hjärnans "magi" låg i vad elektriska nätverk kan göra (för närvarande skulle kemi räkna med mer). Han hävdade att magin skulle uppstå vare sig nätverken byggdes av neuroner, som han kallade mjukvara (senare köttvaror) eller vakuumrör, som han kallade hårdvara.

Liksom matematiker och datavetare John von Neumann var McCulloch intresserad av fel. Neuroner, som vakuumrör, var opålitliga. Problemet, påpekade han, var att neuronala trösklar, som påverkar vad neuroner beräknar, ständigt förändras. ”Trösklarna faller när vi dricker kaffe. De stiger när vi dricker alkohol. Ändå kan vi fortfarande prata; vi kan fortfarande gå. ”Åtminstone kunde han. Datorer utformades då, som nu, för att arbeta med komponenter som gör nästan inga fel. Men vid den tidpunkten kunde en dator köras bara minuter innan fel kröp in. Hur hjärnan hanterar felaktiga neuroner var en stor fråga. (Och när transistorer sjunker till storleken på atomer blir fel igen ett allvarligt problem i datoranläggningen.)

"Hjärnans" magi "låg i vad elektriska nätverk kan göra."

McCulloch höll sig under en fenomenal period för många vetenskapsområden. Hans mängd vänner och kollegor inkluderade neurovetenskapsmannen Jerry Lettvin, som skulle komma in för att demonstrera ett av Hermann von Helmholtzs extraordinära experiment på ögat. Konstgjorda intelligenspionjären Marvin Minsky visade McCulloch hur man konstruerar Venn-diagram över valfritt antal variabler (för att representera neuroner med många ingångar). Och Manuel Cerrillo övertygade McCulloch att han var ett geni vid filterdesign med en egenbyggd hi-fi-uppsättning som kunde separera musikinstrument från den mänskliga rösten i en inspelning.

McCulloch bubblade av idéer. I ett samskrivet uppsats, "En logisk beräkning av idéer som är immanent i nervös aktivitet" (WS McCulloch och W. Pitts Bull. Math. Biophys. 5, 115–133; 1943), hävdade han att neuroner måste kunna hämmas som samt excitation. Om inte, beräknar de bara en mycket liten klass "monotoniska" funktioner. McCulloch berättade för mig att neurofysiologer i hans tid avvisade denna idé eftersom hämning aldrig hade observerats. Hans förutsägelse - att hämning finns i hjärnan - bevisades senare experimentellt.

Abraham utvärderar McCulloch jag kände kunnigt, noggrant och insiktligt. Till exempel skriver hon: ”McCullochs vetenskapliga liv i hjärtat var mindre ett filosofiskt projekt och mycket mer om överskridande discipliner, vetenskapens makt att undanröja metafysik och kraften i en neurofysiologisk, biologisk psykiatri för att eliminera dualistiska berättelser om sinnet och icke-biologiska metoder inom psykiatri. ”Detta är både uppfattande och korrekt.

Det finns också många aspekter av McCulloch i Abrahams bok som jag inte visste, mycket som jag ville veta och fick, och mycket som jag inte ens visste att jag ville veta. Till exempel avslöjar Abrahams berättelse om psykologen Clark Hull att Hull är en annan oerhört intressant individ - en förespråkare för beteendemässighet som arbetade i motivation och lärande och som trodde att sinnets problem är lösbara genom vetenskaplig teori.

Det som Abraham inte fångar tillräckligt för, för min smak, är det slående intrycket som McCulloch gjorde på sin publik - intellektuellt, genom hans skarpa observationer och visuellt genom sitt eruditiska skotska lager. Abraham beskriver en bildande upplevelse av McCulloch: när han var "student vid Haverford College i Pennsylvania 1917, frågade en lärare honom vad han planerade att göra med sitt liv". Hennes version av händelsen är korrekt, men missar själens själ. Det jag minns McCulloch sa att presidenten för Haverford, Quaker-filosofen Rufus Jones, frågade: "Warren, vad ska du vara?" Som McCulloch svarade: "Jag vet inte." "Vad ska du göra?" vet inte. Men, "tilllade McCulloch, " Jag har en fråga: 'Vad är ett nummer som en man känner till det, och en man som han känner till ett nummer?' "Till vilken Jones rullade tillbaka huvudet och brusade, " Du kommer att bli vara upptagen resten av ditt liv! ”

Inte allt om McCulloch kommer rosor, och Abraham är kritisk till vissa aspekter av sin strategi. Hon citerar neurofysiologen Ralph Gerards kritik på Macy-konferenserna om cybernetik - där McCulloch syftade till att få psykologer, neurofysiologer, matematiker och ingenjörer att prata. Gerards ord var i hög grad en kritik av McCulloch själv. Han noterade hur gruppen började ”i” som om ”andan. Alla var glada över att uttrycka någon idé som kom in i hans sinne, vare sig det verkade dumt eller säkert eller bara en stimulerande gissning som skulle påverka någon annan … Då, ganska skarpt som det verkade för mig, började vi prata i en 'är' idiom. Vi sa mycket samma saker, men sa dem nu som om de var så. ”

McCulloch var en polymat: en neurofysiolog som också var en läkare, psykiater, poet, författare, arkitekt, ingenjör och matematiker. Hans var det alltomfattande intellektet som kunde och förde dessa olika fält - både i Macy-mötena och i hans labb. Genom sina diskussioner om McCulloch i omgången är Rebel Genius ett utmärkt porträtt av mannen och hans tid och ett betydande bidrag till vetenskapens historia.

Relaterade länkar

Relaterade länkar i Naturforskning

  • Chronicle of cybernetics pionjärer
  • Marvin L. Minsky (1927â? “2016)

Relaterade externa länkar

  • CBC-intervju med Warren McCulloch (YouTube)

kommentarer

Genom att skicka en kommentar samtycker du till att följa våra villkor och gemenskapsriktlinjer. Om du finner något missbruk eller som inte överensstämmer med våra villkor eller riktlinjer ska du markera det som olämpligt.