2.12: Implementación de Arquitecturas

A nivel computacional, se utiliza un vocabulario formal para proporcionar una descripción rigurosa de las asignaciones entrada-salida. A nivel algorítmico, se emplea un vocabulario procedimental o conductual para describir el algoritmo que se utiliza para calcular un mapeo de entrada y salida particular. La arquitectura funcional juega un papel especial a nivel algorítmico, ya que proporciona las operaciones primitivas a partir de las cuales se crean los algoritmos. Por lo tanto, esperaríamos que el vocabulario conductual utilizado para los algoritmos también se aplicara a la arquitectura.

La naturaleza especial de la arquitectura significa que se requieren descripciones de comportamiento adicionales. Un investigador también debe recopilar evidencia conductual para apoyar su afirmación de que algún componente algorítmico es de hecho una primitiva arquitectónica. Un ejemplo de ello, que aparece cuando las ideas que hemos venido desarrollando en este capítulo se aplican a la ciencia de la cognición humana, es realizar experimentos conductuales para determinar si una función es cognitivamente impenetrable (Pylyshyn, 1984; Wright & Dawson, 1994). Volvemos a este tipo de pruebas en el Capítulo 3.

Por supuesto, la diferencia fundamental entre algoritmo y arquitectura es que solo esta última puede describirse en términos de propiedades físicas. Los algoritmos se explican en términos de los componentes arquitectónicos en los que están escritos. Los componentes arquitectónicos se explican describiendo cómo son implementados por algún dispositivo físico. A nivel implementacional, un investigador utiliza un vocabulario físico para explicar cómo se dan vida a los primitivos arquitectónicos.

Un relato implementacional de las puertas lógicas ilustradas en la Figura 2-1 explicaría su función apelando a la capacidad de los cables metálicos para conducir electricidad, a la naturaleza de los circuitos eléctricos y a la impedancia del flujo de electricidad a través de estos circuitos cuando los interruptores están abiertos (Shannon, 1938) . Un relato implementacional de cómo un tubo de vacío crea un relé del tipo ilustrado en la Figura 2-2 apelaría a lo que se conoce como el efecto Edison, en el que la electricidad puede fluir misteriosamente a través de un vacío y la dirección de este flujo se puede manipular fácil y rápidamente para manipular la puerta entre la fuente y el desagüe (Josephson, 1961; Reid, 2001).

Que la arquitectura tenga vidas duales, tanto físicas como algorítmicas (Haugeland, 1985), conduce a importantes cuestiones filosóficas. En la filosofía de la ciencia hay mucho interés en determinar si una teoría formulada en un vocabulario (por ejemplo, química) puede reducirse a otra teoría dispuesta en un vocabulario diferente (por ejemplo, física). Un enfoque de reducción se llama la “nueva ola” (Churchland, 1985; Hooker, 1981). En una nueva reducción de onda, la traducción de una teoría a otra se logra creando una tercera teoría intermedia que sirve de puente entre las dos. La arquitectura funcional es un puente entre lo algorítmico y lo implementacional. Si uno creyera firmemente que una cuenta computacional o algorítmica podría reducirse a una implementacional (Churchland, 1988), entonces un enfoque plausible para hacerlo sería usar las propiedades puente de la arquitectura.

La naturaleza dual de la arquitectura juega un papel en otra discusión filosófica, el famoso “argumento de la habitación china” (Searle, 1980). En este experimento de pensamiento, la gente escribe preguntas en símbolos chinos y las pasa a través de una ranura a una habitación. Posteriormente, las respuestas a estas preguntas, nuevamente escritas en símbolos chinos, se devuelven al interrogador. La importancia filosófica de la sala china surge cuando uno mira dentro de la habitación para ver cómo funciona.

Dentro de la sala china hay un hablante nativo de inglés, el propio Searle, que no conoce chino y para quien la escritura china es un conjunto de garabatos sin sentido. La sala contiene cajas de símbolos chinos, así como un manual de cómo ponerlos juntos en cuerdas. El angloparlante es capaz de seguir estas instrucciones, que son el algoritmo de la sala. Cuando se pasa un conjunto de símbolos a la habitación, la persona que está dentro puede usar las instrucciones y armar un nuevo conjunto de símbolos para volver a pasar al exterior. Este es el caso a pesar de que la persona dentro de la habitación no entiende lo que significan los símbolos, y ni siquiera sabe que las entradas son preguntas y las salidas son respuestas. Searle (1980) utiliza este ejemplo para preguntarse retantemente ¿dónde en esta sala está el conocimiento del chino? Argumenta que no se encuentra, y luego usa este punto para argumentar en contra de fuertes afirmaciones sobre la posibilidad de inteligencia artificial.

Pero, ¿deberíamos esperar ver ese conocimiento si abriéramos la puerta a la habitación china y miráramos adentro? Dada nuestra discusión actual sobre la arquitectura, tal vez sería poco probable que respondiera afirmativamente a esta pregunta. Esto se debe a que si pudiéramos mirar dentro de la “habitación” de un dispositivo de cálculo para ver cómo funciona, para ver cómo sus propiedades físicas dan vida a sus habilidades de cálculo, no veríamos el mapeo de entrada-salida, ni veríamos un algoritmo en particular en su totalidad. En el mejor de los casos, veríamos la arquitectura y cómo se realiza físicamente en la calculadora. La arquitectura de una calculadora (por ejemplo, la mesa de la máquina de una máquina Turing) se parecería tanto al conocimiento de los cálculos aritméticos como a Searle y el manual de instrucciones se parecería al conocimiento del chino. Sin embargo, ¡no tendríamos ningún problema en reconocer la posibilidad de que la arquitectura se encargue de producir el comportamiento de cálculo!

Debido a que la arquitectura es simplemente las primitivas a partir de las cuales se construyen los algoritmos, es responsable del comportamiento algorítmico, pero no revela fácilmente esta responsabilidad en la inspección. Que el comportamiento holístico de un dispositivo no se vería fácilmente en las acciones de sus partes fue reconocido en el molino de Leibniz, antepasado de principios del siglo XVIII de la sala china.

En su Monadología, Gottfried Leibniz escribió:

Suponiendo que hubiera una máquina cuya estructura produjera pensamiento, sensación y percepción, podríamos concebirla como incrementada de tamaño con las mismas proporciones hasta que uno pudiera entrar en su interior, como lo haría en un molino. Ahora, al entrar en ella solo encontraría piezas trabajando unas sobre otras, pero nunca encontraría nada que explicara Percepción. Es en consecuencia en la sustancia simple, Múltiples Niveles de Investigación 51 y no en el compuesto ni en una máquina donde se debe buscar la Percepción. (Leibniz, 1902, p. 254)

Leibniz llamó a estas sustancias simples mónadas y argumentó que todas las experiencias complejas eran combinaciones de mónadas. Las mónadas de Leibniz son claramente un antecedente de las primitivas arquitectónicas que hemos estado discutiendo en las últimas páginas. Así como los pensamientos son compuestos en el sentido de que pueden construirse a partir de sus mónadas componentes, un algoritmo es una combinación o secuencia de pasos de procesamiento primitivos. Así como las mónadas no se pueden descomponer aún más, los componentes de una arquitectura no se explican por ser una mayor descomposición, sino que se explican apelando directamente a causas físicas. Así como las mónadas del molino Leibniz se verían como piezas de trabajo, y no como el producto que crearon, la arquitectura produce, pero no se parece a, algoritmos completos.

El cuarto chino sería un argumento más convincente en contra de la posibilidad de inteligencia artificial si uno mirara dentro de ella y realmente viera su conocimiento. Esto significaría que sus homúnculos no fueron dados de alta, y que la inteligencia no era producto de procesos computacionales básicos que pudieran implementarse como dispositivos físicos.