2.11: Arquitecturas contra Homúnculos

Se ha descrito un algoritmo para calcular un mapeo input-output como una secuencia de operaciones o comportamientos. Esta descripción es engañosa, sin embargo, porque la noción de secuencia da la impresión de un orden lineal de pasos. Sin embargo, no esperaríamos que la mayoría de los algoritmos estuvieran organizados linealmente. Por ejemplo, los científicos cognitivos coneccionistas argumentarían que más de un paso en un algoritmo se puede llevar a cabo al mismo tiempo (Feldman & Ballard, 1982). Además, la mayoría de los algoritmos de interés para los científicos cognitivos clásicos probablemente exhibirían una organización marcadamente jerárquica (Miller, Galanter y Pribram, 1960; Simon, 1969). En esta sección, utilizo la noción de organización jerárquica para motivar la necesidad de que un algoritmo sea soportado por una arquitectura.

¿Qué significa que un algoritmo sea de naturaleza jerárquica? Para responder a esta pregunta, volvamos a considerar la situación en la que se están utilizando las mediciones conductuales para realizar ingeniería inversa en una caja negra de cálculo. Los experimentos iniciales podrían sugerir que un mapeo entrada-salida se logra mediante un algoritmo que involucra tres pasos (Paso 1 → Paso 2 → Paso 3). Sin embargo, estudios posteriores también podrían indicar que cada uno de estos pasos podría ser realizado por subalgoritmos.

Por ejemplo, podría encontrarse que el Paso 1 se logra mediante su propio subalgoritmo de cuatro pasos (Paso a → Paso b → Paso c → Paso d). Incluso más tarde se pudo descubrir que uno de estos subalgoritmos es en sí mismo producto de otro subsubalgoritmo. Dicha organización jerárquica es una práctica común en el desarrollo de algoritmos para computadoras digitales, donde la mayoría de los programas son sistemas organizados de funciones, subfunciones y subfunciones. También es una característica común de las teorías cognitivas (Cummins, 1983).

Sin embargo, la organización jerárquica de los algoritmos puede plantear un problema si una cuenta algorítmica está diseñada para explicar un dispositivo de cálculo. Considere nuestro ejemplo donde el paso 1 del algoritmo del cuadro negro se explica al descomponerse jerárquicamente en el subalgoritmo “Paso a → Paso b → Paso c → Paso d”. En un examen más detenido, parece que en realidad no se ha explicado nada en absoluto. En cambio, hemos reemplazado el Paso 1 por una secuencia de cuatro nuevos pasos, cada uno de los cuales requiere una explicación adicional. Si cada una de estas explicaciones adicionales es del mismo tipo que la de dar cuenta del Paso 1, entonces esto a su vez producirá aún más pasos que requieren explicación. Parece que no hay fin a esta proliferación infinita de pasos algorítmicos que están apareciendo en nuestra cuenta del dispositivo calculador.

Esta situación se conoce como la regresión de Ryle. El filósofo Gilbert Ryle lo planteó como un problema con el uso de términos mentalistas en explicaciones de inteligencia:

¿Debemos decir entonces que para las reflexiones del héroe cómo actuar para ser inteligente primero debe reflexionar cuál es la mejor manera de reflexionar para actuar? La infinidad de esta regresión implícita muestra que la aplicación del criterio de idoneidad no implica la ocurrencia de un proceso de consideración de este criterio. (Ryle, 1949, p. 31)

La regresión de Ryle ocurre cuando explicamos la inteligencia externa apelando a la inteligencia interior.

La regresión de Ryle también se conoce como el problema del homúnculo, donde un homúnculo es un agente interno inteligente. El problema del homúnculo surge cuando se explica la inteligencia externa apelando a lo que en esencia es un homúnculo interior. Por ejemplo, Fodor señaló los obvios problemas con una explicación homuncular de cómo se atan los zapatos:

Y efectivamente habría algo mal con una explicación que dijera: 'Así es como nos atamos los zapatos: notificamos a un hombrecito en nuestra cabeza que lo hace por nosotros'. Esta cuenta invita a la pregunta: '¿Cómo lo hace el hombrecito?' pero, ex hipótesis, no proporciona mecanismos conceptuales para responder a tales preguntas. (Fodor, 1968a, p. 628)

En efecto, si se procede a responder a la pregunta invitada apelando a otro homúnculo dentro del “homúnculo”, entonces el resultado es una proliferación infinita de homúnculos.

Para resolver la regresión de Ryle se debe analizar un algoritmo en pasos que no requieran una mayor descomposición para ser explicados. Esto significa que cuando alguna función se descompone en un conjunto de subfunciones, es crítico que cada una de las subfunciones sea más simple que la función general que trabajan juntas para producir (Cummins, 1983; Dennett, 1978; Fodor, 1968a). Dennett (1978, p. 123) señaló que “los homúnculos son hombres del saco solo si duplican enteros los talentos en los que intervienen para explicar”. De igual manera, Fodor (1968a, p. 629) señaló que “refinamos una teoría psicológica reemplazando a los hombrecitos globales por hombrecitos menos globales, cada uno de los cuales tiene menos comportamientos no analizados que realizar que sus predecesores”.

Si las funciones producidas en una primera pasada de análisis requieren una mayor descomposición para ser explicadas, entonces las subfunciones que se producen deben volver a ser aún más simples. En algún momento, las funciones se vuelven tan simples —los homúnculos se vuelven tan estúpidos— que pueden ser reemplazadas por máquinas. Esto se debe a que en este nivel lo único que hacen es responder “sí” o “no” a alguna pregunta sencilla. “Uno descarga homúnculos de fantasía del propio esquema organizando ejércitos de tales idiotas para hacer el trabajo” (Dennett, 1978, p. 124).

El conjunto de subfunciones que existen en este nivel final de descomposición pertenece a lo que los informáticos llaman la arquitectura del dispositivo (Blaauw & Brooks, 1997; Brooks, 1962; Dasgupta, 1989). La arquitectura define qué habilidades básicas están integradas en el dispositivo. Para un dispositivo calculador, la arquitectura especificaría tres tipos diferentes de componentes: las operaciones básicas del dispositivo, los objetos a los que se aplican estas operaciones y el esquema de control que decide qué operación llevar a cabo 48 Capítulo 2 en un momento dado (Newell, 1980; Simon, 1969). Detallar la arquitectura es especificar “qué operaciones son primitivas, cómo se organiza y se accede a la memoria, qué secuencias se permiten, qué limitaciones existen en el paso de argumentos y en las capacidades de diversos buffers, y así sucesivamente” (Pylyshyn, 1984, p. 92).

¿Cuál es la relación entre un algoritmo y su arquitectura? En general, la arquitectura proporciona el lenguaje de programación en el que se escribe un algoritmo. “Especificar la arquitectura funcional de un sistema es como proporcionar un manual que defina algún lenguaje de programación. En efecto, definir un lenguaje de programación equivale a especificar la arquitectura funcional de una máquina virtual” (Pylyshyn, 1984, p. 92).

Esto significa que los algoritmos y arquitecturas comparten muchas propiedades. Lo más importante de ellos es que ambos se describen como operaciones, comportamientos o funciones, y no en términos de composición física. Un algoritmo es un conjunto de funciones que trabajan juntas para realizar una tarea; un componente arquitectónico es una de las funciones más simples, una operación primitiva, a partir de la cual se componen los algoritmos. Para escapar de la regresión de Ryle, no se tiene que sustituir una función arquitectónica con su cuenta física. En cambio, uno simplemente tiene que estar seguro de que tal reemplazo está disponible si se quiere explicar cómo funciona el componente arquitectónico. No es casualidad que Pylyshyn (1984) utilice la frase arquitectura funcional en la cita dada anteriormente.

¿Por qué insistimos en que la arquitectura es funcional? ¿Por qué no apelamos directamente a los mecanismos físicos que dan origen a una arquitectura? Ambas preguntas son respondidas reconociendo que múltiples realizaciones físicas son posibles para cualquier arquitectura funcional. Por ejemplo, las puertas lógicas simples son claramente la arquitectura funcional de las computadoras modernas. Pero vimos anteriormente que las versiones funcionalmente equivalentes de estas compuertas podrían construirse a partir de cables e interruptores, tubos de vacío, semiconductores o válvulas hidráulicas.

Para salir de la regresión de Ryle, tenemos que descargar los homúnculos de un algoritmo. Podemos hacer esto identificando el lenguaje de programación del algoritmo, diciendo cuál es su arquitectura. Es importante destacar que esto no requiere que digamos cómo, o de qué cosas físicas, ¡se hace la arquitectura! “Ya sea que construyas una computadora a partir de transistores, válvulas hidráulicas o un conjunto de química, los principios sobre los que opera son muy parecidos” (Hillis, 1998, p. 10).