December 02, 2009

Epistemic mediators and cognitive niche creation

MEDIADORES EPISTÉMICOS Y CREACIÓN DE NICHOS COGNITIVOS: PROCESOS EXTERNALIZADORES PARA UNA LÓGICA DEL DESCUBRIMIENTO (1)

Bernardo Pino Rojas
Centro de Estudios Cognitivos (CEC), Universidad de Chile


I
En esta comunicación, voy a dar cuenta de dos nociones de carácter “eco-cognitivo”, desarrolladas en el campo de la investigación del Razonamiento Basado en Modelos (RBM) para un posible mejor entendimiento del razonamiento creativo en el ámbito científico. Estas nociones se conocen por el nombre de ‘mediadores epistémicos’ y “nichos cognitivos”. Ambas nociones deben ser entendidas como el resultado de procesos epistémicos que, según los investigadores del RBM, están involucrados en ciertos procesos abductivos internos típicos.

Los procesos epistémicos en cuestión consistirían fundamentalmente en manipulaciones concretas del mundo externo. A su vez, la relevancia de estas manipulaciones en el denominado “razonamiento creativo” tendría que ver, por un lado, con la tesis de que la abducción es un tipo significativo de razonamiento científico ampliativo de conocimiento y, por otro, con la aparente conclusión de que una explicación satisfactoria de la generación de hipótesis no puede ser llevada a cabo como una mera formulación proposicional guiada por reglas explícitas.

Esta última conclusión supone que las teorías de generación de hipótesis disponibles actualmente(2) - desarrolladas a partir de los planteamientos de Peirce sobre la inferencia abductiva - se han centrado en la explicitación de constreñimientos basados en una estructura abductiva proposicional que no logra dar cuenta del fenómeno en cuestión. Según diversos autores como (e.g. Paul Thagard et al. (1997), Lorenzo Magnani (2001, 2007, 2009), entre varios otros), aquellas teorías no sólo tienden a presentar el problema de que la hipótesis abducida en la inferencia parece estar presente en las premisas, sino que también serían insuficientes para dar cuenta de los procesos científicos creativos más interesantes.

Al hablar de teorías y enfoques clásicos de la generación de hipótesis, también se hace alusión a los intentos por modelar formalmente la abducción con el propósito de ilustrar sus propiedades computacionales y sus relaciones con el razonamiento abductivo. Tal como explica Magnani (2007, 2009), algunos de estos modelos están basados en la teoría de los estados epistémicos del agente, donde el estado epistémico de un individuo es modelado como un conjunto de creencias consistentes que pueden cambiar por expansión o contracción. A todo este tipo de enfoques lógicos se les ha denominado enfoques sentenciales. De aquí se deriva la expresión ‘Abducción Sentencial’.

Asumiendo que los enfoques sentenciales conocidos están realmente basados en una estructura proposicional, y que, además, dicha estructuración resulta insuficiente para explicar el fenómeno de la generación de hipótesis, un grupo creciente y heterogéneo de filósofos y cientistas cognitivos (agrupados en torno a la Comunidad de RBM, y a las Conferencias de RBM lideradas por el Laboratorio de Filosofía Computacional de la U. de Pavía) ha comenzado a explorar un enfoque alternativo. Estos investigadores sostienen que una aproximación adecuada a la generación de hipótesis debe considerar constreñimientos de carácter implícitos que sólo pueden ser capturados por un RBM. De acuerdo a las propuestas del RBM, dicho tipo de razonamiento es una forma genuina de razonamiento, y una formulación adecuada del mismo podría proporcionar los medios para especificar la naturaleza del razonamiento ampliativo de la inferencia abductiva.

Según Neresessian (2008), las inferencias en un RBM se realizan por medio de la creación, manipulación, ajuste y evaluación de modelos. En estos procesos, la “analogía” y el “razonamiento analógico” juegan un rol central. Nersessian ha tratado de mostrar que el estudio de la ciencia proporciona una vasta evidencia de razonamiento creativo y productivo a través de la analogía. En este contexto, Nersessian propone una caracterización de la noción de ‘modelo’ ampliamente compartida por la comunidad de investigadores en RBM. Según esta caracterización, un modelo es la representación de un sistema con partes interactivas y con representaciones de aquellas interacciones. Sobre la base de una noción de modelo así entendida, se sostiene que el RBM se puede llevar a cabo a través del uso de modelos conceptuales, físicos, matemáticos y computacionales. Estos modelos serían “sistemas imaginados” diseñados para actuar como análogos estructurales, funcionales o conductuales de algún fenómeno determinado [target phenomenon]. En un sentido paradigmático, la investigación en RBM se ha concentrado en las prácticas de resolución de problemas que incluyen razonamientos analógicos, visuales y simulativos, ya sea en instancias de uso creativo triviales, o bien altamente creativos. A todo tipo de razonamiento abductivo que involucre, además, la explotación de modelos internalizados (e.g. diagramas o dibujos) se le ha denominado ‘Abducción Basada en Modelos’.

II
Magnani ha propuesto la distinción entre lo que denomina la abducción teórica y la abducción manipulativa. La primera incluye la abducción sentencial y la abducción basada en modelos, tal como las he caracterizado hasta este punto. Según este autor, a pesar que la abducción teórica ilustra mucho de lo que es importante en el “razonamiento abductivo creativo” (en humanos y en programas computacionales), no alcanza a dar cuenta de muchos casos de explicación científica cuando la explotación del ambiente es crucial. Dicho de otra manera, la abducción teórica no sería capaz de explicar, por sí sola, casos donde ocurriría un “descubrimiento a través del hacer” [discovery through doing], vale decir, casos donde la información nueva y aún implícita se codifica a través de la manipulación de objetos externos que Magnani denomina mediadores epistémicos. El concepto de abducción manipulativa sería capaz de capturar gran parte del pensamiento científico donde la “acción” juega un rol central, y donde los constreñimientos de esta acción son implícitos y difíciles de escrutar [elicit]. Magnani defiende la tesis de que la acción puede proporcionar información que de otra manera sería inaccesible, y con la cual el agente puede resolver problemas al inicio de procesos abductivos de generación y selección de hipótesis.

Antes de continuar, considero importante hacer un breve paréntesis clarificador. Cualquier enfoque filosófico de la metodología científica refleja siempre una concepción específica de la cognición humana. Lo que se ha dicho acerca del RBM y de la abducción manipulativa no es una excepción. La ciencia cognitiva contemporánea ofrece una gama de visiones alternativas a la visión computacional/representacional de cognición, abrazada por la ciencia cognitiva de “primera generación”. Con esto último no quiero decir que haya necesariamente alguna ciencia cognitiva que pueda ser claramente rotulada como de “segunda generación”. Sin embargo, los investigadores que estudian el RBM mantienen un compromiso explícito, aunque variable, con un “conjunto de visiones” que proponen mover los límites de la representación y el procesamiento fuera del individuo. En esta perspectiva, el pensamiento científico se interpreta como un sistema cognititvo-cultural complejo. Para los investigadores que adhieren las visiones más externalistas desarrolladas en ciencia cognitiva durante los últimos 30 años, este ámbito experimental ha dejado de identificar a la cognición humana con explicaciones “logicistas” o basadas en “reglas y representaciones”, tal como lo sostenía la Inteligencia Artificial clásica (GOFAI) de la Revolución Cogntiva. Alternativamente, el RBM debe ser entendido en el contexto de la Contra-Revolución Cognitiva, caracterizada en gran medida por la investigación empírica realizada en ambientes del mundo real.

Sobre la base de algunos de los diversos enfoques de la Contra-Revolución que informan las aproximaciones teórico-descriptivas del RBM, los investigadores del caso - con grado variable de compromiso, como se dijo - proponen que una concepción apropiada de la cognición científica debe ser corporalizada, situada, distribuida, extendida, y en gran medida ecológicamente determinada, entre otras nociones. De manera particular, la “cognición distribuida” - basada en los conocidos planteamientos desarrollados por Hutchins (1995, 1999) - cumple un rol más ubicuo en el RBM. En este respecto, el trabajo de Giere (2002, entre otros) actúa como un referente importante. Este filósofo se ha enfocado al carácter distribuido de la cognición científica, sosteniendo que el conocimiento científico es un producto impersonal de toda la comunidad científica, lo que incluye tanto a los agentes humanos como a diversos tipos de artefactos. En este enfoque, los instrumentos y aparatos experimentales, así como los modelos materiales y los mismos computadores, son considerados como implementos cognitivos para la investigación científica. Este rol sustancial que se le atribuye a los artefactos en la cognición distribuida los ha puesto, para propósitos de análisis cognitivo, al mismo nivel del agente humano. La atribución y el análisis de algún rol cognitivo en los artefactos es lo que haría la diferencia entre un sistema cognitivo distribuido y la mera idea de la cognición social o colectiva. En esta perspectiva, las actividades cognitivas como el cálculo matemático o la interpretación de datos estarían distribuidas, no sólo entre los científicos, sino que también directamente implementados por los recursos o instrumentos materiales disponibles. La tesis que se defiende aquí es que, en tanto herramientas cognitivas, los artefactos afectan la manera en que los procedimientos científicos son implementados. Podríamos decir que esta tesis ha tenido al menos dos lecturas relevantes para el análisis científico:

a) Los artefactos son diseñados para ser operados con facilidad por humanos con cerebros comparadores de patrones [pattern matching]
b) En vez de “amplificar” [enhance] las habilidades cognitivas del científico, los artefactos transforman la tarea que éste tiene que realizar, toda vez que la tarea o problema se representa en un dominio donde la solución o el camino a la solución se hace evidente, evitando parte importante del procesamiento interno.

Giere parece sostener la primera lectura, es decir, un rol de los artefactos dentro de un sistema cognitivo distribuido, en el entendido de que éstos potencian el procesamiento interno del agente cognitivo. Hutchins, entre otros, defienden la segunda lectura. Y en el RBM, los enfoques tienden a oscilar entre estas dos posturas. En este sentido, aquellas que se acercan a la postura de Giere pueden todavía reivindicar un papel más central de la agencia intencional en los posibles procesos generadores de hipótesis. Alternativamente, aquellos enfoques que adhieren a la segunda postura, vale decir, un rol cognitivo relativamente más autónomo de los artefactos, tienden a defender la hipótesis de que parte importante del esfuerzo de procesamiento cognitivo es literalmente descargado en los artefactos (e.g. trasformando problemas cognitivos complejos en problemas perceptuales, como cuando se utilizan gráficos en vez de tablas estadísticas, o cuando incluso los buenos ajedrecista, según un ejemplo de Clark, prefieren practicar con tablero y piezas reales). Este es el sentido en que la cognición puede considerarse como un fenómeno extendido. Al terminar este paréntesis aclaratorio, habría que decir que el caso de la “cognición extendida” es el más controversial, y también el más relevante para caracterizar las nociones con las que intento finalizar esta comunicación. La denominada Hipótesis de la Mente Extendida (HME) - así llamada originalmente por Clark y Chalmers – defiende lo que se ha dado en llamar el Principio del Externalismo Activo. Según este principio, cuando las personas están apropiadamente vinculadas o acopladas a ciertas entidades, todo aquel ensamblaje constituye un sistema cognitivo por derecho propio. En resumen, la tesis de fondo que este principio pretende sustentar es aquella de la Mente Extendida, según la cual la mente se extiende literalmente en el mundo.

III
Sobre la base del trasfondo filosófico-experimental comentado anteriormente, se debiera poder vislumbrar con mayor claridad por qué la actividad científica ha dejado de ser considerada, para un grupo importante de filósofos experimentales y cientistas cognitivos, como objeto de justificación filosófica. En la perspectiva de la comunidad de un RBM, la actividad científica es mejor concebida como un complejo proceso cognitivo sujeto a descripción y explicación. Una de las características principales de esta nueva concepción de la actividad científica - en tanto actividad cognitiva - es un cambio de foco en el estudio de la “creatividad científica”. Este cambio implica un tránsito desde un énfasis en la representación de la realidad hacia un énfasis en las prácticas de resolución de problemas que tienen lugar, por ejemplo, cuando se crean nuevas estructuras conceptuales.

A partir de este énfasis en las denominadas “prácticas científicas creativas”, el filósofo italiano Lorenzo Magnani ha puesto el acento en el rol de la manipulación del ambiente como factor de constreñimiento y transformación de procesos cognitivos. Según este autor, las manipulaciones concretas del mundo externo juegan un rol fundamental en el descubrimiento científico de tipo serendípico. A través de un proceso que denomina abducción manipulativa, es posible construir “prótesis mentales” que denomina mediadores epistémicos, específicamente por medio de la interacción constructiva con objetos externos. De esta forma se crearía conocimiento tácito o información implícita a través de la acción, y con eso se producirían, por ejemplo oportunidades para detectar anomalías. Esta información implícita y corporalizada cumpliría un rol crucial en el proceso subsiguiente de comprensión y descubrimiento científicos. La manera de dar cuenta de los constreñimientos de este proceso es a través de la descripción de patrones o plantillas [templates] de conductas manipulativas relacionados a las acciones cognitivas y epistémicas más comunes cuando ocurren casos de descubrimiento serendípico.

El término “abducción” tiene dos significados epistemológicos: (1) abducción que sólo genera hipótesis “plausibles” (selectiva o creativa); y (2) abducción considerada como "inferencia a la mejor explicación". Magnani sostiene que la abducción sentencial sólo puede dar cuenta de los aspectos selectivos y meramente explicativos del razonamiento, y de que la abducción es principalmente una inferencia a la mejor explicación. Alternativamente, lo que se propone es considerar una visión inferencial más amplia, donde la “abducción basada en modelos” parece ser una mejor aproximación al aspecto creativo de la abducción, por medio de la construcción y manipulación de re/presentaciones(3) , ya no sentenciales o formales, sino más bien mentales y/o relacionadas a mediadores externos. Este tipo de abducción tendría dos aspectos, uno interno y otro externo. Lo que importa ahora es el aspecto externo. Sin embargo, se puede decir que el poder que tendrían el RBM y la abducción (teórica y manipulativa) depende de la capacidad que tengan para extraer y darle un carácter explícito a una cierta cantidad de información importante, inexpresada al nivel de los datos disponibles. Dicho de otra manera, estos procesos tendrían el rol fundamental de transformar conocimiento tácito en conocimiento explícito.

Siguiendo la investigación epistemológica de Polanyi (1996), Magnani destaca la idea de que gran parte del conocimiento no es explícito, sino que tácito. Es decir, sabemos más de lo que podemos decir, y no podemos saber nada sin apoyarnos o confiar en aquellas cosas que no estamos en condiciones de decir o reportar. Se sostiene, además, que este conocimiento tácito es un conocimiento de orden práctico requerido para llevar a cabo alguna tarea. Esto implica la necesidad de poner atención en heurísticas particulares que recurren a formas extra-teóricas de pensamiento. Así, algunas características comunes de las plantillas [templates] de abducción manipulativa que nos permiten manipular cosas y experimentos científicos se relacionan con:

1. sensibilidad hacia aspectos de los fenómenos que pueden ser curiosos o anómalos; se espera que las manipulaciones permitan introducir inconsistencias potenciales en el conocimiento recibido, y así abrir nuevas oportunidades de razonamiento;

2. Sensibilidad preliminar al carácter dinámico de los fenómenos, y no a las entidades o sus propiedades. Un objetivo común de las manipulaciones es reordenar de manera práctica la secuencia dinámica de eventos en alguna secuencia espacial estática que promueva una visión panorámica [bird’s eye view] fructífera para otros resultados;

3. Redireccionamiento [referral] hacia las manipulaciones experimentales que explotan aparatos artificiales con el propósito de liberar nuevas fuentes de información repetibles y estables acerca de constreñimientos y conocimiento tácitos (e.g. el arreglo artefactual de una torre alfileres le habría mostrado a Davy, uno de los fundadores de la electroquímica, que la magnetización estaba relacionada a la orientación, y que no requería contacto físico);

4. Una variedad de formas de acción epistémica, tales como mirar desde diferentes perspectivas, corroborar cierta información disponible, comparar eventos consecutivos, elección/descarte/imaginación de otras manipulaciones, reordenamiento y cambio de relaciones en el mundo por medio de una evaluación implícita de la utilidad de algún nuevo ordenamiento. En resumen, toda la actividad manipulativa está orientada a la creación de mediadores epistémicos.

Finalmente, los planteamientos de Magnani se completan con los desarrollos provenientes de la “percepción activa”, relacionada a la tradición del denominado “realismo ecológico” propuesto por Gibson hacia la segunda mitad de la década 1960. Según este enfoque, los sistemas cognitivos deben entenderse como en términos de su "situacionalidad ambiental" [environmnetal situatedness]. Para Gibson (1966), el organismo que percibe debe ser entendido como un agente activo capaz de coordinar sus propias capacidades de acción o de movimiento con la información disponible en el entorno inmediato. En este contexto, las capacidades perceptuales del agente son utilizadas para extraer y obtener “cualquier” información específica necesaria para su comportamiento en el mundo. Este proceso implica un ajuste continuo de recolección de información tácita, ecológicamente controlado. La responsabilidad de este control es compartida, ya que los agentes no sólo habitan su entorno, sino que también lo modifican activamente. Esta acción modificadora, o constructora de nichos, también tiene lugar sobre el ambiente epistémico, y es lo que se haría manifiesto en las prácticas científicas “buscadoras de oportunidades epistémicas”, en el caso del pensamiento científico abductivo.

Aceptándose estos aspectos extra-mentales de un posible razonamiento abductivo, se podrá entender el tipo de ejemplos de mediadores epistémicos al que normalmente se recurre en RBM, tales como el uso de diagramas matemáticos para enseñar conceptos matemáticos difíciles de entender. Si bien es cierto, aquellos modelos externos no proporcionan un conocimiento explicito completo, pero sí orientan al agente cognitivo para entrar en un diálogo epistémico continuo entre dichos diagramas y el conocimiento interno, con el fin de entender algún tipo de información ya existente, o “crear” algún nuevo conocimiento.


Notas:

(1) Comunicación presentada en las UNDÉCIMAS JORNADAS ROLANDO CHUAQUI KETTLUN. Ver más aquí
(2) A partir de los desarrollos de Hanson (1958, 1960); Harman (1966).
(3) Knuuttila y Honkela (2005) -siguiendo a Prendergast (2000)- hace alusión a la distinción semántica entre el significado de representación como “re-presentación” y como “sustitución”. En el primer caso, representar significa la reaparición literal de una persona o cosa ausente, lo que también incluye la idea de hacer presente algo nuevamente por medio de un simulacro. En el segundo caso, representar significa sustituir, reemplazar o simbolizar [stand for], como cuando un término “b” representa o sustituye un término ausente “a”.



REFERENCIAS


Giere. R. (2002). “Models as Parts of Distributed Cognitive Systems.” En http://www.tc.umn.edu/~giere/MPDCS.pdf [Último acceso: 2-12-2009]

Gibson, J.J. (1966). The Senses Considered as Perceptual Systems. Boston: Houghton Mifflin.

Hanson, N. R. (1958). “The Logic of Discovery” The Journal of Philosophy, vol. LV N° 25

________. (1960). “More on the Logic of Discovery” The journal of Philosophy, vol. LVII N°6

Harman G. (1966). “The Inference to the Best Explanation” Philosophical Review, 74: 88-95

Hutchins, E. (1995). Cognition in the Wild. Cambridge, MA: MIT Press.

Hutchins, E. (1999). “Cognitive artifacts.” En R.A.Wilson & F.C. Keil, (Eds.), Encyclopedia of the Cognitive Sciences. Cambridge, MA: MIT Press (pp. 126-7).

Knuuttila, T, y T. Honkela. (2005). “Questioning External and Internal Representation.” En L. Magnani and R. Dossena, eds., Computing, Philosophy and Cognition, Individual Authors and College Publications, London, UK, pp. 209-226

Nersessian, N. (2008). Creating Scientific Concepts. Cambridge, MA: The MIT Press.

Magnani, L., N. J. Nersessian, and P. Thagard (eds.) (1999), Model-Based Reasoning in Scientific Discovery, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York

Magnani, L. (2001), Abduction, Reason, and Science. Processes of Discovery and Explanation, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York.

_________. (2007). "Abduction and chance discovery in science," International Journal of Knowledge-Based and Intelligent Engineering Systems 11(5):273-279

_________. (2009), Abductive Cognition, The Epistemological and Eco-Cognitive Dimensions of Hypothetical Reasoning, Springer, Berlin/New York.

Polanyi, M. (1996). The Tacit Dimension. London: Routledge & Kegan Paul.

Prendergast, C. (2000). The Triangle of Representation. New York: Columbia University Press.

Thagard, P. y Shelley, C. (1997). “Abductive reasoning: Logic, visual thinking, and coherence.” En M.-L. Dalla Chiara et al. (eds.), Logic and Scientific methods. Dordrecht: Kluwer Academic Publisher, p. 413-427.


.

No comments: