¿Es el cerebro una máquina de turbo?

Answer 1

La máquina de Turing es un modelo matemático para la computación, y es increíblemente poderoso considerando su construcción simple. Su propósito es responder preguntas sobre si un problema es solucionable y, en caso afirmativo, cómo (algoritmos), y cuánto tiempo y memoria tomaría en función del tamaño de la entrada (complejidad). Lo más intrigante de esto es que puede simularse a sí mismo o a cualquier otra máquina de Turing. Esto es sorprendente porque implica que una máquina de Turing simulada no está restringida para ser adaptativa, lo que significa que la máquina de Turing también puede modelar el aprendizaje en algunas formas. En esencia, nada le impide cambiar su lógica de control (estructura algorítmica) mientras se ejecuta en una entrada determinada.

Hasta la fecha, no tenemos un modelo más poderoso que Turing Machine que pueda resolver problemas que Turing Machine no puede. Sería una pelea filosófica, porque en el momento en que sabemos cómo resolverlo, a la máquina de Turing también se le puede “enseñar” cómo hacerlo diciéndole los pasos exactos que tomamos para resolver el problema.
Sin embargo, hasta que entendamos completamente los límites de lo que pueden hacer las máquinas de Turing (y no hacerlo), no podemos afirmar objetivamente si una máquina de Turing puede modelar un cerebro humano o no.

El problema de Halting es bastante famoso porque este es uno de los problemas que la máquina de Turing no puede resolver. O en otras palabras, el problema de Halting es indecidible en el modelo de cómputo de Turing. Algunas personas dirían que el cerebro humano es superior porque puede resolver el problema de la detención. Sin embargo, aceptaría hacerlo solo si tenemos una prueba matemática para ello, y hasta ahora no lo tenemos. Así que es posible que el cerebro pueda ser una máquina de Turing.

Por otro lado, la anatomía de un cerebro es bastante compleja y no se parece en nada a una máquina de Turing. Una computadora que es una implementación digital de la máquina de Turing, por otro lado, es razonablemente fácil de entender. Hay cosas que un cerebro humano hace aparentemente con gran facilidad que es computacionalmente muy intensivo en el mundo digital, como el patrón, la voz, el facial, el reconocimiento de características. Sin embargo lo mismo es cierto para la computadora. Puede multiplicar dos números aleatorios de 100 dígitos, bastante más rápido que cualquier humano súper inteligente.

Una anécdota divertida es que, en el momento en que somos capaces de capturar completamente el funcionamiento del cerebro en un modelo matemático, es el momento en que Turing Machine modela el cerebro. Porque las matemáticas son sinónimo de computación. Si las matemáticas son tan poderosas para modelar toda la creación, Turing Machine es la calculadora de bolsillo del creador.

En resumen, la máquina de Turing es un modelo de cálculo, mientras que el cerebro es un procesador analítico autoconsciente. Modela la autoconciencia en una máquina de Turing y puedes simular el cerebro humano en ella.

Answer 2

Técnicamente, el cerebro podría ser modelado por una máquina de Turing ya que las máquinas de Turing son dispositivos informáticos universales.

Sin embargo, la forma en que los cerebros computan es muy diferente de la forma en que las máquinas de Turing computan. Solo para dar una diferencia importante: el cerebro es altamente paralelo y las máquinas de Turing se computan en serie. Por lo tanto, hay poca utilidad en pensar el cerebro como una máquina de Turing o viceversa.

Todavía estamos aprendiendo acerca de cómo los cerebros computan y las diferentes partes del cerebro parecen usar reglas diferentes. Puede haber algunas partes del cerebro donde la metáfora de la máquina de Turing sea más apropiada, pero en mi opinión no es una gran metáfora para el cerebro en general.

Answer 3

Una máquina de turing es una máquina teórica que calcula una función. Es teórico porque tiene cinta y tiempo (o velocidad) ilimitados. Un cerebro humano es un objeto limitado en el espacio y el tiempo, por lo tanto, podemos ignorar el requisito de cinta ilimitada. Su pregunta ahora se convierte en: “¿Se puede representar el cerebro como una función computable?”

El cerebro es un objeto físico. Por lo tanto, su pregunta se resuelve como: “¿Es un subconjunto del universo físico computable?”.

Hasta ahora hemos creado modelos cada vez más precisos para el universo físico, que son computables. Esto incluye la física cuántica. Me doy cuenta de que cualquier modelo será computable por definición, sin embargo, mi punto es que hemos podido refinar nuestros modelos de forma continua sin encontrar un límite a la computabilidad como mecanismo. Por lo tanto, en este momento, es razonable suponer que todos los subconjuntos del universo físico son computables, con suficiente poder.

Así que la respuesta es “Probablemente sí”.

Me doy cuenta de que he evitado responder en el contexto de si el cerebro es o no como una computadora. La computabilidad y el ser una computadora son dos cosas diferentes. Una computadora es computable, pero no es necesario que algo sea una computadora para ser computable, es decir, que se pueda representar con una máquina de turing. Por lo tanto, no es necesario determinar si el cerebro es una computadora para determinar si el cerebro es computable.

Answer 4

Sí y no, cf La máquina humana de Turing: un marco neuronal para programas mentales, Trends in Cognitive Sciences Junio ​​de 2011 http://www.cell.com/trends/cogni …

Más seriamente, creo que tanto la naturaleza de la computación, por lo tanto una de sus abstracciones fundamentales, la Máquina de Turing, y la naturaleza de la cognición, y por lo tanto su instanciación más compleja del cerebro humano, todavía no se comprenden del todo. El paradigma computacional influye en todo, pero no significa que sea correcto, hasta ahora todos los paradigmas han sido solo eso, pasos en la búsqueda de la verdad.