Chimie

Concepts de connexionnisme

Concepts de connexionnisme


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Les cellules en tant que neurones hautement idéalisés

Les cellules d'un réseau de neurones artificiels sont des neurones hautement idéalisés. Basés sur le modèle biologique, ils sont constitués de trois composants : un corps cellulaire, les dendrites, qui additionnent les entrées du réseau dans la cellule, et un axone, qui transmet la sortie d'une cellule vers l'extérieur, se ramifie et avec les dendrites des neurones suivants entrent en contact via les synapses. La force des synapses est généralement représentée par une valeur numérique, le poids de connexion.

Normalement, les connexions entre les neurones ne sont alors affichées que sous la forme d'une connexion directe et pondérée entre les deux cellules du graphique. je et j représenter.


Concepts de connexionnisme - chimie et physique

Chimie et physique du bois

Professorship pour la chimie et la physique du bois ainsi que le génie des procédés chimiques

Titulaire de la chaire

Professorship "Chimie et Physique du Bois aussi
Génie des procédés chimiques"

Ce que nous recherchons

Nous voulons rendre l'utilisation du bois plus durable. Notre objectif est de doter le bois de propriétés spéciales et de le rendre ainsi encore meilleur utilisable pour des applications nouvelles et surtout spéciales. Nos recherches permettent d'élargir les domaines d'application du bois et d'allonger la durée de vie des produits. En pratique, cela signifie que moins de bois est nécessaire pour le même usage. Pour nous, la conservation des ressources signifie que nous concentrons nos recherches sur des processus circulaires afin d'utiliser le matériau encore et encore et non pas simplement de le brûler ou de l'éliminer d'une autre manière. L'utilisation du bois dans la pratique devient plus économique, plus durable et montre son fort potentiel d'innovation. C'est pourquoi nous recherchons.

Afin d'atteindre nos objectifs, nous menons des recherches sur les matériaux et le développement de matériaux pour l'utilisation du bois avec nos partenaires commerciaux et scientifiques. Nous recherchons des procédés de modification chimique et physique et leurs combinaisons, par exemple pour remplacer les bois tropicaux. Afin de trouver de nouvelles façons d'utiliser le bois, nous abordons la physique du bois, matière première naturelle et modifiée. Nous recherchons des méthodes de mesure améliorées en physique du bois, car des résultats de mesure encore plus fins et plus détaillés peuvent révéler de nouveaux développements dans les procédés de séchage du bois ou dans l'acoustique du bois, par exemple. Afin que des applications bénéfiques et durables puissent être trouvées dans la « vraie vie », nous développons de nouveaux procédés, procédés et nouveaux produits à base de bois, soutenant ainsi une bioéconomie durable et en croissance.

Nous ne faisons pas de « science des fusées » et nous ne recevrons probablement jamais de prix Nobel pour nos recherches. Mais nous recherchons avec passion et plaisir et nous sommes fermement convaincus que notre recherche orientée vers l'application est économiquement pertinente et répond en même temps à nos normes de bon travail scientifique. Nous diffusons nos connaissances dans nos réseaux internationaux, nous publions nos recherches et nous enseignons et formons nos étudiants et scientifiques.


Concepts clés en physique

Ce livre traite des idées centrales et des concepts des domaines les plus divers de la physique, qui, dans les représentations habituelles, sont souvent enfouis profondément sous les détails techniques. En outre, des sujets sont abordés qui, en raison de leur complexité, n'ont pas leur place dans les cours de base.

Ces concepts clés sont présentés dans des essais courts et sans lest formel de manière à ce que l'essentiel ressorte. Le livre propose ainsi une carte et un coffre au trésor pour le vaste domaine de la physique.

Le livre convient aux étudiants en physique à partir du troisième semestre environ et aux lecteurs ayant une formation scientifique et mathématique générale et un intérêt particulier pour la physique.

Klaus Lichtenegger (* 1979) a étudié la physique technique et la science des systèmes environnementaux à Graz, il a fait son doctorat en physique théorique des particules élémentaires et a été actif dans l'enseignement universitaire. Il travaille actuellement dans le domaine des énergies renouvelables et des systèmes complexes dans un centre de recherche non universitaire. Il est co-auteur du grand manuel mathématiques ainsi que co-éditeur de Quanta, champs, trous noirs - une incursion dans la physique moderne.


Neurophilosophie

La principale préoccupation de la neurophilosophie (E. neurophilosophie) consiste à questionner et comprendre des idées générales sur les phénomènes mentaux à l'aide des neurosciences. Deux variantes peuvent être distinguées : Le Philosophie des neurosciences traite de l'investigation critique des concepts fondamentaux et des questions des neurosciences elles-mêmes. Par exemple, il examine comment divers termes de représentation sont utilisés dans les théories neuroscientifiques ou combien la recherche empirique sur la douleur (la douleur) nous apprend sur les états mentaux. # 228t. Le vrai Neurophilosophie essaie de trouver une solution aux problèmes philosophiques en appliquant les concepts et les idées des neurosciences aux questions philosophiques traditionnelles. Les exemples sont ce que nous pouvons apprendre des neurosciences cognitives pour l'idée d'un soi unifié, quelle est la différence entre les états conscient et inconscient, ou la mesure dans laquelle nous savons sur le cerveau peut aider à développer une théorie empiriquement substantielle de l'autonomie. Bien qu'il existe des approches très différentes de la neurophilosophie, il existe un consensus minimal qui peut être résumé en trois hypothèses : 1) les états mentaux sont essentiellement déterminés par des états neuronaux 2) les théories philosophiques ne doivent pas contredire les découvertes des neurosciences et 3) on peut apprendre quelque chose sur les processus mentaux à partir de la connaissance des mécanismes neuronaux du cerveau.

De la philosophie de l'esprit à la neurophilosophie

Depuis que le cerveau a été associé aux fonctions mentales, il y a eu des tentatives pour expliquer les phénomènes mentaux par des processus cérébraux. Dans le monde germanophone, ce fut le cas avec l'essor de la neuroanatomie (anatomie) et de la neuropsychologie, notamment à la fin du XIXe siècle. Dans son "Draft of a Psychology" (1895), Sigmund Freud a essayé d'expliquer les phénomènes psychologiques par des chaînes neuronales - une approche connexionniste précoce (le connexionnisme), que Freud a rapidement abandonnée. La neurophilosophie s'est développée à partir de la philosophie de l'esprit et de la discussion sur le problème corps-esprit. Contre la conception dualiste traditionnelle (dualisme) d'une substance spirituelle en plus de la substance matérielle se tourna entre autres le matérialisme philosophique. Contrairement à l'opinion populaire, ses thèses n'étaient pas basées sur des découvertes neuroscientifiques réelles. Celui formulé dans les années cinquante et soixante du 20e siècle Théorie de l'identité a affirmé que les états mentaux sont identiques aux états neuronaux. Cependant, elle n'a argumenté qu'avec des déclarations symboliques telles que "La douleur est l'excitation des fibres C", qui étaient représentatives d'une future neuroscience, et ne considérait les neurosciences que comme un cas particulier de la physique. Le fonctionnalisme apparu dans les années 1970 a éloigné encore plus la philosophie de l'esprit du cerveau. Il considérait les relations entre les états mentaux comme l'essentiel des processus mentaux et s'est opposé à la théorie de l'identité en disant que les états mentaux sont en principe possibles avec différents « matériels ». Ici, l'influence de la métaphore informatique « l'esprit en tant que logiciel du cerveau » devient claire. La tentative à grande échelle de défendre le dualisme de Popper et Eccles avec leur livre de 1977 « The I and His Brain » a incité les philosophes non dualistes à traiter également des arguments empiriques sur le problème corps-esprit. Le livre "Neurophilosophie" de Patricia Churchland en 1986 représente un autre tournant marquant dans lequel Churchland promeut un pont entre la philosophie et les neurosciences, voire pour une "théorie unifiée de l'esprit-cerveau". Un autre courant de neurophilosophie, devenu particulièrement efficace en Allemagne, s'est développé à partir d'approches épistémologiques-cybernétiques connues sous le nom de "constructivisme radical" sont devenus connus. Le représentant le plus éminent de cette direction est Humberto Maturana. Lors d'expériences sur la perception des couleurs, il avait découvert que celle-ci n'était pas seulement déterminée par les entrées sensorielles, mais aussi par des influences corticales supérieures (processus descendants). Sur cette base, il affirme que la réalité n'est rien de plus qu'une construction de notre cerveau.Le fonctionnement du cerveau ne dépend que des conditions de son système interne et de l'impératif biologique de se maintenir. À cet égard, le cerveau ne dépeint pas la réalité, mais la crée pour lui-même (autopoïèse). Cependant, le constructivisme radical est critiqué pour les contradictions inhérentes à sa forme stricte.

La même année que Neurophilosophie la "Bible du connexionnisme" est apparue, l'ouvrage en deux volumes "Traitement distribué parallèle". Du Le connexionnisme postule que le traitement de l'information et la cognition humaine doivent être compris et modélisés comme un processus de propagation d'activation dans des réseaux dont les unités de base sont distribuées et dont la signification dépend du contexte. Ceci est en contraste avec la soi-disant science cognitive symbolique ou GOFAI (abréviation de & # 252r E. gbon Old Fchoqué uneartificielle jeintelligence), selon laquelle les unités de base des processus cognitifs sont constituées de blocs de construction fixes, indépendants du contexte et significatifs ("symboles"). Le concept de réseaux de neurones montre l'orientation étroite vers le modèle du cerveau. Paul Churchland (1989) a été l'un des premiers à considérer systématiquement (et avec quelques polémiques) les implications philosophiques qui résultent du connexionnisme. En tant que « matérialiste éliminatoire », il représente l'opinion, les idées de base de la psychologie quotidienne (E. psychologie populaire) Les états mentaux sont largement inapplicables et devraient être remplacés par de nouveaux concepts inspirés du connexionnisme, en termes radicaux : à éliminer ou, comme on le dit parfois plus modérément : à réviser. Il y a souvent eu des développements analogues dans la science. Par exemple, le concept du « phlogiston », substance de combustion hypothétique, a disparu avec le développement d'une théorie scientifique de la combustion. Alors que la science cognitive traditionnelle comprend les « représentations » comme des combinaisons d'éléments uniques, fixes et significatifs, des représentations pour les partitions Churchland (sous-zones) d'espaces vectoriels multidimensionnels, par exemple d'activations neuronales. Les processus cognitifs ne sont alors plus des manipulations de symboles selon des règles fixes, mais des transformations de vecteur à vecteur dans les réseaux. Churchland applique ces concepts connexionnistes non seulement aux sciences cognitives mais aussi à la philosophie des sciences. Le point de départ de ses considérations est que les réseaux de neurones peuvent être entraînés à reconnaître correctement les nouvelles entrées grâce à des entrées répétées. Au cours d'un tel entraînement, les poids, c'est-à-dire les forces de connexion entre les éléments d'un réseau de neurones artificiels, sont modifiés. Dans le cerveau, cela correspond au changement de la force des connexions synaptiques. Appliqué à la représentation des théories, Churchland prétend que les théories ne sont pas représentées comme un ensemble d'hypothèses linguistiquement formables dans le cerveau, mais comme une configuration de poids synaptiques qui partitionnent l'espace vectoriel multidimensionnel de l'activation neurale de telle manière qu'il soit à la fois plus Les entrées familières et plus récentes provoquent le moins de messages d'erreur possible. Enfin, en 1995, Churchland a discuté de l'importance d'une théorie connexionniste de la représentation pour les théories de la conscience et les questions éthiques (problèmes éthiques en neurosciences).

Réductionnisme et coévolution

Dès le début, la neurophilosophie était associée à un programme réductionniste (réductionnisme). Si les partisans ont présenté cela comme méthodologiquement souhaitable, les opposants ont évalué cette orientation comme négative. Quand il s'agit de critique, cependant, une distinction doit être faite entre les charges morales indignées ("Vous voulez réduire les gens à leur cerveau, leur refuser des propriétés supérieures, en faire un simple objet!") Et les arguments basés sur la théorie de la science. Ces derniers ne se préoccupent pas de réduire les gens à leur cerveau, mais plutôt de réduire une théorie scientifique à une autre. Un argument épistémologique central dit qu'une réduction des théories psychologiques aux théories neuroscientifiques est impossible car les états psychologiques pourraient en principe également être réalisés par des processus autres que les processus neuronaux (argument de la réalisabilité multiple). Par conséquent, tant les concepts centraux que les théories des sciences « supérieures » sont autonomes par rapport aux neurosciences. Cet argument était surtout répandu avant le développement du connexionnisme et a perdu de son poids en raison des concepts nouvellement développés là-bas. Les premières théories de réduction basées sur la physique ont également été remplacées par des théories de réduction plus sophistiquées, et il existe maintenant quelques exemples de réductions réussies des théories psychologiques aux théories neuroscientifiques. Selon un autre argument, il ne devrait en principe pas être possible d'expliquer pleinement le moment qualitatif des expériences conscientes par des théories empiriques (qualia). Enfin, un autre argument pointe le fait que les états mentaux sont significatifs ou contiennent des éléments normatifs. Puisque le sens et la normativité ne sont pas des propriétés des conditions physiques, une réduction ne peut pas réussir. En réponse à ces arguments, les neurophilosiens ont développé une réponse méthodologique appelée stratégie de coévolution. Au lieu d'appeler au remplacement de la psychologie par les neurosciences, il est désormais postulé que les théories à différents niveaux doivent se développer ensemble, s'influencer et changer les unes avec les autres. Pour des raisons de méthode, on ne peut se passer de la terminologie des niveaux supérieurs. Néanmoins, une révision des concepts et des théories en psychologie et en philosophie de l'esprit s'avérera nécessaire.

La neurophilosophie en action

Dans ce qui suit, quelques exemples de travaux neurophilosophiques seront donnés à titre d'illustration. L'un des premiers sujets de la neurophilosophie était les patients à cerveau divisé. Il s'agit de patients chez lesquels, pour des raisons médicales, la connexion entre les deux hémisphères (hémisphères cérébraux) a été interrompue par neurochirurgie. Même si cela ne change pas leur comportement au quotidien, leur comportement dans certaines situations expérimentales conduit à une sorte de prise de conscience partagée. De cette façon, les informations peuvent être présentées de manière sélective à un hémisphère. Ceux-ci ne sont apparemment conscients que lorsqu'ils pénètrent dans l'hémisphère gauche. Les actions qui se déroulent à travers les informations de l'hémisphère droit ne sont pas accessibles à la conscience linguistique et se déroulent apparemment indépendamment de celle-ci. Des philosophes se sont donc demandé si l'idée d'un soi unitaire n'était pas une illusion. & # 8211 Un autre résultat très discuté concerne les expériences sur le potentiel de préparation. Il s'agit d'un potentiel cérébral négatif qui se produit environ 1 à 1,5 seconde avant un mouvement volontaire. Des expériences de Benjamin Libet, il a été conclu que la décision de faire un mouvement arbitraire n'est consciente que quelques centaines de millisecondes après le moment où les prérequis neuronaux pour initier le mouvement sont présents. Cela suggère la conclusion que notre décision consciente de bouger ne la déclenche pas, mais est plutôt un phénomène concomitant causalement inefficace. En général, la question se pose de savoir dans quelle mesure nous contrôlons vraiment consciemment nos actions et si nous avons réellement le libre arbitre. Les philosophes ont été impliqués dans cette discussion depuis le début, et elle continue à ce jour. C'est un bon exemple de la fonction que peut avoir le travail neurophilosophique. La discussion de ces expériences montre que les conclusions que l'on peut en tirer dépendent de la manière dont nous définissons les termes centraux, tels que « libre arbitre » ou « conscience », ou de la manière dont nous les définissons et interprétons les dispositifs expérimentaux. Dans le travail empirique, il y a parfois des arguments formellement non concluants ou des mélanges de conditions préalables et de conclusions d'une expérience. De plus, les conclusions philosophiques des travaux empiriques sont prématurément naïves en raison de la méconnaissance des arguments connus de longue date. C'est pourquoi l'accompagnement critique des développements de la théorie neuroscientifique s'est avéré être l'une des tâches de la neurophilosophie. Bien sûr, cela ne fonctionne que si les philosophes sont bien informés des faits neuroscientifiques. Un bon exemple en est le nouveau domaine de l'imagerie cérébrale fonctionnelle (imagerie en neurosciences). Avec leur aide, il est possible de mesurer l'activité cérébrale chez des personnes en bonne santé pendant l'activité mentale de manière non invasive et reproductible. Cela a conduit à un déluge de données philosophiquement pertinentes. Une interprétation de telles investigations n'est possible qu'avec la connaissance des conditions aux limites techniques et des bases de mesure ainsi que des hypothèses très fortes qui sont incluses dans les méthodes d'évaluation.
Au cours des 10 dernières années, un certain nombre de tentatives ont été faites pour développer des théories neurobiologiquement solides de la conscience. Des neuroscientifiques intéressés par la philosophie et des philosophes empiriquement informés sont impliqués. D'une part, certaines découvertes sont discutées en fonction de leur importance pour les théories de la conscience, comme la synchronisation temporelle des cellules nerveuses ou l'importance des stations relais thalamiques. D'un autre côté, des tentatives sont également faites pour combiner de nombreuses découvertes individuelles en une théorie empiriquement riche et philosophiquement pertinente. Enfin, les théories peuvent être testées pour leur cohérence avec les connaissances neurobiologiques. Par exemple, la théorie quantique de la conscience (portée de la conscience) actuellement populaire peut être critiquée avec succès avec des arguments neurophilosophiques.
Un autre exemple est le travail neurophilosophique sur l'idée de libre arbitre. Un grand nombre de découvertes empiriquement pertinentes existent ici, allant des questions d'organisation générale du cerveau, au problème des représentations neuronales des buts et des intentions, aux corrélats neurobiologiques des volontés déterminées neurologiquement et psychiatriquement. Puisque le sujet du libre arbitre concerne aussi des questions qui ne peuvent être tranchées empiriquement, le but d'une approche neurophilosophique est le suivant : Les arguments et intuitions sur le libre arbitre peuvent alors être vérifiés dans quelle mesure ils sont liés à notre connaissance du cerveau sont compatibles . Cela montre que certains points de vue sur le libre arbitre sont neurobiologiquement invraisemblables. De nouvelles perspectives de certaines idées, telles que la "capacité d'agir différemment" ou l'idée de "paternité", connaissent une nouvelle interprétation par la confrontation avec les connaissances neurobiologiques, qui peuvent à leur tour être examinées pour leur signification philosophique.
Enfin, comme exemple de la fécondité du jeu entre philosophie et neurosciences, on peut citer la question de savoir dans quelle mesure c'est vraiment le cerveau seul qui détermine nos états mentaux. Il y a donc une discussion en philosophie pour savoir si ce sont seulement les états internes, c'est-à-dire les états mentaux ou neuronaux, qui déterminent un état mental (internalisme) ou s'il comprend également les états & # 228u & # 223er doivent être pris en compte (externalisme). Il s'avère que les découvertes des neurosciences sont à leur tour pertinentes pour cette question. La neuroimmunologie et la psychoneuroimmunologie ont montré qu'il existe un lien étroit entre les processus immunologiques dans le corps et le cerveau. Même les émotions, longtemps négligées, ne peuvent être appréhendées théoriquement que si les processus physiques sont pris en compte. De plus, les découvertes de la (neuro)science cognitive peuvent montrer que les processus cognitifs ne sont pas des processus passifs, mais se déroulent plutôt dans un système qui agit activement dans le monde. Cette imbrication active avec le monde, thème classique de la phénoménologie, est abordée sous le titre de « cognition incarnée » ou « cognition située ». Ces arguments empiriques renforcent une vision externaliste des états mentaux et sont également importants pour les théories de la conscience.

En résumé, on peut dire que la neurophilosophie est passée d'une direction plus physique de l'épistémologie à une philosophie de l'esprit basée sur les résultats des neurosciences elles-mêmes. Les exemples donnés montrent que la compréhension des processus neuronaux sur lesquels repose notre vie mentale ne peut réussir que de manière interdisciplinaire.


Concepts de connexionnisme - chimie et physique

Chimie et physique du bois

Professorship pour la chimie et la physique du bois ainsi que le génie des procédés chimiques

Titulaire de la chaire

Professorship "Chimie et Physique du Bois aussi
Génie des procédés chimiques"

Ce que nous recherchons

Nous voulons rendre l'utilisation du bois plus durable. Notre objectif est de doter le bois de propriétés spéciales et de le rendre ainsi encore meilleur utilisable pour des applications nouvelles et surtout spéciales. Nos recherches permettent d'élargir les domaines d'application du bois et d'allonger la durée de vie des produits. En pratique, cela signifie que moins de bois est nécessaire pour le même usage. Pour nous, la conservation des ressources signifie que nous concentrons nos recherches sur des processus circulaires afin d'utiliser le matériau encore et encore et non pas simplement de le brûler ou de l'éliminer d'une autre manière. L'utilisation du bois dans la pratique devient plus économique, plus durable et montre son fort potentiel d'innovation. C'est pourquoi nous recherchons.

Afin d'atteindre nos objectifs, nous menons des recherches sur les matériaux et le développement de matériaux pour l'utilisation du bois avec nos partenaires commerciaux et scientifiques. Nous recherchons des procédés de modification chimique et physique et leurs combinaisons, par exemple pour remplacer les bois tropicaux. Afin de trouver de nouvelles façons d'utiliser le bois, nous abordons la physique du bois, matière première naturelle et modifiée. Nous recherchons des méthodes de mesure améliorées en physique du bois, car des résultats de mesure encore plus fins et plus détaillés peuvent révéler de nouveaux développements dans les procédés de séchage du bois ou dans l'acoustique du bois, par exemple. Afin que des applications bénéfiques et durables puissent être trouvées dans la « vraie vie », nous développons de nouveaux procédés, procédés et nouveaux produits à base de bois, soutenant ainsi une bioéconomie durable et en croissance.

Nous ne faisons pas de « science des fusées » et nous ne recevrons probablement jamais de prix Nobel pour nos recherches. Mais nous recherchons avec passion et plaisir et nous sommes fermement convaincus que notre recherche orientée vers l'application est économiquement pertinente et répond en même temps à nos normes de bon travail scientifique. Nous diffusons nos connaissances dans nos réseaux internationaux, nous publions nos recherches et nous enseignons et formons nos étudiants et scientifiques.


Langue d'enseignement - effort - stages de physique

  • Première année : cours magistraux en allemand, à partir de la deuxième année : matières individuelles en anglais. Exercices dans d'autres langues sur demande (ex. italien)
  • Environ 30 ECTS par semestre 1 ECTS ≈ 25-30 heures de travail : temps de présence aux cours, exercices et stages, travail indépendant de préparation et de suivi du matériel de cours et exercices de résolution
  • Travail d'équipe dans différents domaines de la physique. Concepts de base de l'expérimentation, de l'enregistrement des données de mesure, de l'analyse et de l'interprétation des données 15% de part totale dans le cours (26 ECTS)

Manuel de physique de Müller-Pouillet. 2e édition, éditée par A. Eucken, O. Lummer †, E. Waetzmann avec la participation de nombreux chercheurs. En cinq volumes : I. Mécanique et acoustique. II Doctrine de l'énergie rayonnante (optique). III. Thermodynamique. IV Électricité et magnétisme. V. Physique de la terre et du cosmos (y compris la théorie de la relativité). Publié par Friedrich Vieweg & Sohn, Akt.-Ges., Braunschweig

Le texte intégral de cet article hébergé sur iucr.org n'est pas disponible en raison de difficultés techniques.


Résumé

L'une des principales normes que les universités allemandes se sont fixées est de réformer l'enseignement des sciences au premier cycle pour enseigner aux étudiants la résolution de problèmes spécifiques à une matière. L'évaluation de la résolution de problèmes dans les matières STEM est possible avec des tâches de résolution de problèmes, mais prend plutôt du temps. La recherche sur les experts et les novices offre un moyen alternatif et rapide pour l'évaluation de la capacité de résolution de problèmes spécifiques à un sujet, appelées tâches de tri des problèmes. L'étude suivante introduit une procédure de test basée sur des tâches de tri de problèmes. Deux instruments pour l'évaluation des processus initiaux de résolution de problèmes spécifiques à une matière des étudiants de premier cycle en biologie et en physique ont été conçus. Nous avons analysé la validité de l'interprétation des résultats obtenus aux tests par une mise en œuvre de la Approche basée sur des arguments pour la validation par Kane. Par conséquent, nous avons créé un Interprétation-Utilisation Argument (IUA), qui a fait des déclarations sur les processus allant du trait aux résultats des tests a priori en trois étapes. Nous avons évalué la plausibilité des propositions de chaque étape en construisant un Argument de Validité (AV). Nous avons analysé le programme et les manuels pour les caractéristiques profondes appliquées à la conception d'articles. Une étude de réflexion à voix haute a été réalisée pour analyser les processus de résolution de problèmes cognitifs, et nous avons effectué une distinction corrélative avec d'autres variables et analysé la validité factorielle. L'analyse des processus cognitifs révèle que les élèves effectuent les premières parties d'un processus de résolution de problèmes spécifiques à une matière. Ces résultats indiquent que les tâches de tri de problèmes sont un moyen valable et économique en temps d'évaluer les processus initiaux de résolution de problèmes spécifiques à une matière au sein de différentes matières.


Pièce jointe au projet de cadre curriculaire pour l'enseignement secondaire supérieur

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Vous pouvez donner votre avis jusqu'au 2 juillet 2021. Afin de pouvoir mieux évaluer la perspective à partir de laquelle vous envisagez la conception, nous vous demandons de fournir quelques informations au début du formulaire. Les noms et les contacts électroniques ne sont pas publiés par l'Institut d'État pour les écoles et les médias et seront supprimés au plus tard deux mois après la fin de l'audience. Les correspondances anonymes ne seront pas prises en compte.

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Neurophilosophie

La principale préoccupation de la neurophilosophie (E. neurophilosophie) consiste à questionner et comprendre des idées générales sur les phénomènes mentaux à l'aide des neurosciences. Deux variantes peuvent être distinguées : La Philosophie des neurosciences traite de l'investigation critique des concepts fondamentaux et des questions des neurosciences elles-mêmes. Par exemple, il examine comment divers termes de représentation sont utilisés dans les théories neuroscientifiques ou combien la recherche empirique sur la douleur (la douleur) nous apprend sur les états mentaux. # 228t. Le vrai Neurophilosophie essaie de trouver une solution aux problèmes philosophiques en appliquant les concepts et les idées des neurosciences aux questions philosophiques traditionnelles. Beispiele dafür sind, was wir aus der kognitiven Neurowissenschaft für die Vorstellung eines einheitlichen Selbst lernen können, worin der Unterschied zwischen bewußten und nichtbewußten Zuständen besteht oder inwieweit unser Wissen über das Gehirn dazu beitragen kann, eine empirisch gehaltvolle Theorie der Autonomie zu entwickeln. Obwohl sich ganz unterschiedliche Ansätze zur Neurophilosophie zählen lassen, gibt es doch einen Minimalkonsens, der sich in drei Annahmen zusammenfassen läßt: 1) Mentale Zustände sind wesentlich durch neuronale Zustände bestimmt 2) philosophische Theorien sollten Erkenntnissen der Neurowissenschaft nicht widersprechen und 3) aus dem Wissen über neuronale Mechanismen des Gehirns kann man etwas über mentale Prozesse lernen.

Von der Philosophie des Geistes zur Neurophilosophie

Seitdem das Gehirn mit geistigen Funktionen in Zusammenhang gebracht wurde, gab es Versuche, mentale Phänomene durch Gehirnprozesse zu erklären. Im deutschen Sprachraum war dies durch den Aufstieg der Neuroanatomie (Anatomie) und Neuropsychologie insbesondere Ende des 19. Jh. der Fall. In seinem "Entwurf einer Psychologie" (1895) versuchte Sigmund Freud, psychische Phänomene durch neuronale Verkettungen zu erklären – ein früher konnektionistischer Ansatz (Konnektionismus), der von Freud aber rasch aufgegeben wurde. Die Neurophilosophie entwickelte sich aus der Philosophie des Geistes und der Diskussion um das Leib-Seele-Problem. Gegen die traditionelle dualistische Vorstellung (Dualismus) einer geistigen neben der materiellen Substanz wandte sich unter anderem der philosophische Materialismus. Entgegen einer weitverbreiteten Meinung beruhten dessen Thesen aber nicht auf tatsächlichen neurowissenschaftlichen Erkenntnissen. Die in den fünfziger und sechziger Jahren des 20. Jh. formulierte Identitätstheorie behauptete, mentale Zustände seien identisch mit neuronalen Zuständen. Sie argumentierte dabei aber lediglich mit symbolisch gemeinten Aussagen wie "Schmerz ist die Erregung von C-Fasern", die stellvertretend für eine zukünftige Neurowissenschaft standen, und sah in der Neurowissenschaft nur einen Spezialfall der Physik. Noch weiter vom Gehirn weg entfernte sich die Philosophie des Geistes durch den in den 1970er Jahren entstandenen Funktionalismus. Dieser sah die Relationen zwischen mentalen Zuständen als das Wesentliche geistiger Prozesse an und argumentierte gegen die Identitätstheorie damit, daß mentale Zustände im Prinzip mit verschiedener "Hardware" möglich seien. Hier wird der Einfluß der Computermetapher "Geist als Software des Gehirns" deutlich. Durch den groß angelegten Versuch einer Verteidigung des Dualismus von Popper und Eccles mit ihrem 1977 erschienen Buch "Das Ich und sein Gehirn" wurden die nicht-dualistischen Philosophen veranlaßt, sich auch mit empirischen Argumenten zum Leib-Seele-Problem auseinanderzusetzen. Einen weiteren markanten Einschnitt stellt das Buch "Neurophilosophy" von Patricia Churchland im Jahre 1986 dar. Darin wirbt Churchland für einen Brückenschlag zwischen Philosophie und Neurowissenschaft, sogar für eine "vereinigte Theorie des Geist-Gehirns". Ein weiterer, vor allem in Deutschland wirksam gewordener Strang der Neurophilosophie entwickelte sich aus erkenntnistheoretisch-kybernetischen Ansätzen, die unter der Bezeichnung "radikaler Konstruktivismus" bekannt geworden sind. Prominentester Vertreter dieser Richtung ist Humberto Maturana. In Experimenten zur Farbwahrnehmung hatte er gefunden, daß diese nicht nur durch den sensorischen Input, sondern auch durch höhere corticale Einflüsse bestimmt wird (top-down-Prozesse). Davon ausgehend behauptet er, die Wirklichkeit stelle nichts weiter als ein Konstrukt unseres Gehirns dar. Das Funktionieren des Gehirns hänge lediglich von dessen internen Systembedingungen ab und dem biologischen Imperativ, sich selbst zu erhalten. Insofern bilde das Gehirn die Wirklichkeit nicht ab, sondern erschaffe sie sich selbst (Autopoiese). Allerdings wird der radikale Konstruktivismus wegen der seiner strengen Form innewohnenden Selbstwidersprüche kritisiert.

Im gleichen Jahr wie Neurophilosophy erschien die "Bibel des Konnektionismus", das zweibändige Werk "Parallel distributed processing". Der Konnektionismus postuliert, daß die Informationsverarbeitung und die menschliche Kognition als ein Prozeß von Aktivierungsausbreitung in Netzwerken verstanden und modelliert werden müssen, dessen Grundeinheiten verteilt und in ihrer Bedeutung kontextabhängig sind. Dies steht im Gegensatz zu der sogenannten symbolischen Kognitionswissenschaft bzw. GOFAI (Abk. für E good old fashioned artificial intelligence), nach denen die Grundeinheiten kognitiver Prozesse aus feststehenden, kontextunabhängig bedeutungshaltigen Bausteinen ("Symbolen") bestehen. Der Begriff der neuronalen Netze zeigt die enge Orientierung am Vorbild des Gehirns. Paul Churchland (1989) war einer der ersten, der die philosophischen Folgerungen, die sich aus dem Konnektionismus ergeben, in aller Konsequenz (und mit mancher Polemik) durchdachte. Als "eliminativer Materialist" vertritt er die Meinung, die grundlegenden Vorstellungen der Alltagspsychologie (E folk psychology) über mentale Zustände seien zum großen Teil unzutreffend und durch neue, durch den Konnektionismus inspirierte Konzepte zu ersetzen, radikal ausgedrückt: zu eliminieren oder, wie manchmal moderater gesagt wird: zu revidieren. Analoge Entwicklungen hat es in der Wissenschaft oft gegeben. So verschwand etwa das Konzept des "Phlogiston", eines hypothetischen Verbrennungstoffes, durch die Entwicklung einer wissenschaftlichen Theorie der Verbrennung. Während die traditionelle Kognitionswissenschaft unter "Repräsentationen" Kombinationen einzelner feststehender, bedeutungshaltiger Elemente versteht, sind Repräsentationen für Churchland Partitionen (Teilbereiche) multidimensionaler Vektorräume, z.B. von neuronalen Aktivierungen. Kognitive Prozesse sind dann nicht mehr Symbolmanipulationen nach festgelegten Regeln, sondern Vektor-zu-Vektor-Transformationen in Netzwerken. Churchland wendet diese konnektionistischen Konzepte nicht nur auf die Kognitionswissenschaft, sondern auch auf die Wissenschaftstheorie an. Ausgangspunkt seiner Überlegungen ist, daß neuronale Netze durch wiederholten Input darauf trainiert werden können, neuen Input korrekt zu erkennen. Während eines solchen Trainings werden die Gewichte, d.h. die Verbindungsstärken zwischen den Elementen eines künstlichen neuronalen Netzes, verändert. Im Gehirn entspricht dies der Veränderung der Stärke synaptischer Verbindungen. In Anwendung auf die Repräsentation von Theorien behauptet Churchland, Theorien seien nicht als eine Menge sprachlich formulierbarer Hypothesen im Gehirn repräsentiert, sondern als Konfiguration synaptischer Gewichte, die den multidimensionalen Vektorraum neuronaler Aktivierungen so partitioniert, daß sowohl bekannter als auch neuer Input möglichst wenig Fehlermeldungen hervorruft. Schließlich diskutiert Churchland 1995 die Bedeutung einer konnektionistischen Repräsentationstheorie für Theorien des Bewußtseins und ethische Fragen (Ethische Probleme in der Neurowissenschaft).

Reduktionismus und Koevolution

Von Anfang an wurde die Neurophilosophie mit einem reduktionistischen Programm in Verbindung gebracht (Reduktionismus). Wurde dies von Befürwortern als methodisch erstrebenswert dargestellt, beurteilten Gegner diese Orientierung als negativ. Bei der Kritik muß man allerdings unterscheiden zwischen entrüsteten moralischen Vorwürfen ("Sie wollen den Menschen auf sein Gehirn reduzieren, ihm höhere Eigenschaften absprechen, ihn zu einem bloßen Objekt machen!") und wissenschaftstheoretischen Argumenten. Letztere beschäftigen sich nicht mit der Reduktion von Menschen auf ihr Gehirn, sondern mit der Reduktion einer wissenschaftlichen Theorie auf eine andere. Ein zentrales wissenschaftstheoretisches Argument besagt, eine Reduktion psychologischer Theorien auf neurowissenschaftliche Theorien sei unmöglich, weil psychische Zustände prinzipiell auch durch andere als neuronale Prozesse realisiert werden könnten (Argument der multiplen Realisierbarkeit). Daher seien sowohl die zentralen Begriffe wie auch die Theorien "höherer" Wissenschaften autonom gegenüber der Neurowissenschaft. Dieses Argument war vor allem vor der Entwicklung des Konnektionismus verbreitet und hat durch die dort neu entwickelten Konzepte an Schlagkraft verloren. Auch wurden frühe, an der Physik orientierte Theorien der Reduktion durch differenziertere Reduktionstheorien ersetzt, und inzwischen gibt es einige Beispiele für erfolgreiche Reduktionen psychologischer auf neurowissenschaftliche Theorien. Einem anderen Argument zufolge soll es prinzipiell nicht möglich sein, das qualitative Moment bewußter Erlebnisse durch empirische Theorien vollständig zu erklären (Qualia). Ein weiteres Argument schließlich verweist darauf, daß mentale Zustände bedeutungshaltig sind bzw. normative Elemente enthalten. Da Bedeutung und Normativität aber keine Eigenschaften physischer Zustände seien, könne eine Reduktion nicht erfolgreich sein. Als Reaktion auf diese Argumente haben Neurophilosophen eine methodologische Antwort entwickelt, die sogenannte koevolutionäre Strategie. Anstatt zu fordern, Psychologie müsse durch Neurowissenschaft ersetzt werden, wird nun postuliert, daß sich verschiedenstufige Theorien zusammen entwickeln, gegenseitig beeinflussen und miteinander ändern müssen. Dabei kann aus methodischen Gründen auf die Begrifflichkeiten höherer Ebenen nicht verzichtet werden. Dennoch wird sich eine Revision von Begriffen und Theorien in der Psychologie und der Philosophie des Geistes als nötig erweisen.

Neurophilosophie im Einsatz

Im folgenden sollen zur Illustration einige Beispiele für neurophilosophisches Arbeiten gegeben werden. Eines der frühen Themen der Neurophilosophie waren Split-Brain-Patienten. Dies sind Patienten, bei denen aus medizinischen Gründen die Verbindung zwischen beiden Hirnhälften (Großhirnhemisphären) neurochirurgisch unterbrochen wurde. Auch wenn sich ihr Verhalten im Alltag dadurch nicht ändert, läßt ihr Verhalten in bestimmten experimentellen Situationen den Schluß auf eine Art geteiltes Bewußtsein zu. So können Informationen selektiv einer Hemisphäre dargeboten werden. Diese werden offenbar nur dann bewußt, wenn sie in die linke Hemisphäre gelangen. Handlungen, die durch Informationen der rechten Hemisphäre erfolgen, sind dem sprachlichen Bewußtsein nicht zugänglich und laufen offenbar unabhängig von diesem ab. Philosophen haben daher die Frage gestellt, ob die Vorstellung eines einheitlichen Selbst nicht eine Illusion ist. – Ein anderer viel diskutierter Befund betrifft Experimente zum Bereitschaftspotential. Dabei handelt es sich um ein negatives Hirnpotential, das ca. 1-1,5 Sekunden vor einer Willkürbewegung auftritt. Aus Experimenten von Benjamin Libet wurde geschlossen, daß die Entscheidung zu einer Willkürbewegung erst einige hundert Millisekunden nach dem Zeitpunkt bewußt wird, zu dem die neuronalen Voraussetzungen zur Einleitung der Bewegung vorliegen. Dies legt den Schluß nahe, daß unsere bewußte Entscheidung zu einer Bewegung diese nicht auslöst, sondern vielmehr eine kausal nicht wirksame Begleiterscheinung darstellt. Allgemein stellt sich daher die Frage, inwieweit wir unsere Handlungen wirklich bewußt steuern und ob wir tatsächlich einen freien Willen haben. An dieser Diskussion haben sich von Anfang an auch Philosophen beteiligt, und sie dauert bis heute an. Sie ist ein gutes Beispiel dafür, welche Funktion neurophilosophische Arbeit haben kann. Denn bei der Diskussion dieser Experimente zeigt sich, daß die Folgerungen, die sich aus ihnen ziehen lassen, davon abhängen, ob und wie wir zentrale Begriffe, wie z.B. "Willensfreiheit" oder "Bewußtsein", definieren oder wie wir experimentelle Versuchsanordnungen interpretieren. Auch finden sich in empirischen Arbeiten gelegentlich formal unschlüssige Argumentationen oder Verwechslungen von Voraussetzungen und Folgerungen aus einem Experiment. Zudem sind philosophische Schlußfolgerungen in empirischen Arbeiten aus Unkenntnis schon lange bekannter Argumentationszusammenhänge voreilig naiv. Deshalb hat sich als ein Aufgabengebiet der Neurophilosophie die kritische Begleitung neurowissenschaftlicher Theorieentwicklungen herausgestellt. Diese funktioniert aber natürlich nur dann, wenn Philosophen gut informiert über neurowissenschaftliche Fakten sind. Ein gutes Beispiel dafür ist auch das neue Gebiet der funktionellen bildgebenden Verfahren des Gehirns (Bildgebung in der Neurowissenschaft). Mit deren Hilfe ist es möglich, die Hirnaktivität bei Gesunden während geistiger Aktivität nichtinvasiv und wiederholbar zu messen. Dies hat zu einer Flut von philosophisch relevanten Daten geführt. Eine Interpretation solcher Untersuchungen ist aber nur möglich bei Kenntnis der technischen Randbedingungen und Meßgrundlagen sowie der sehr starken Vorannahmen, die in die Auswertungsmethoden eingehen.
In den letzten 10 Jahren sind etliche Versuche unternommen worden, neurobiologisch fundierte Bewußtseinstheorien zu entwerfen. Daran sind sowohl philosophisch interessierte Neurowissenschaftler als auch empirisch informierte Philosophen beteiligt. Einerseits werden bestimmte Befunde in ihrer Bedeutung für Bewußtseinstheorien diskutiert, wie etwa die zeitliche Synchronisation von Nervenzellen oder die Bedeutung von thalamischen Relaisstationen. Andererseits werden aber auch Versuche unternommen, viele Einzelbefunde zu einer empirisch gehaltvollen und philosophisch relevanten Theorie zu verbinden. Schließlich können Theorien auf ihre Konsistenz mit neurobiologischem Wissen geprüft werden. So läßt sich etwa die zur Zeit populäre Quantentheorie des Bewußtseins (Bewußtseinsumfang) mit neurophilosophischen Argumenten erfolgreich kritisieren.
Ein weiteres Beispiel ist die neurophilosophische Arbeit an der Vorstellung der Willensfreiheit. Hier existiert eine Vielzahl empirisch relevanter Befunde, die von Fragen der allgemeinen Gehirnorganisation, über das Problem der neuronalen Repräsentationen von Zielen und Absichten bis hin zu den neurobiologischen Korrelaten von neurologisch und psychiatrisch bedingten Willensstörungen reichen. Da es sich beim Thema Willensfreiheit auch um Fragen handelt, die sich nicht empirisch entscheiden lassen, ist das Ziel einer neurophilosophischen Herangehensweise das folgende: Die Argumente und Intuitionen zur Willensfreiheit lassen sich daraufhin überprüfen, inwieweit sie mit unserem Wissen über das Gehirn vereinbar sind. Dabei zeigt sich, daß bestimmte Auffassungen zur Willensfreiheit neurobiologisch unplausibel sind. Neue Sichtweisen bestimmter Vorstellungen, etwa des "Andershandelnkönnens" oder der Idee der "Urheberschaft", erfahren durch Konfrontation mit neurobiologischem Wissen eine neue Interpretation, die dann wiederum auf ihre philosophische Bedeutung hin untersucht werden kann.
Als ein Beispiel für die Fruchtbarkeit des Wechselspiels zwischen Philosophie und Neurowissenschaft kann schließlich die Frage angeführt werden, inwieweit es wirklich allein das Gehirn ist, das unsere mentalen Zustände bestimmt. So gibt es in der Philosophie eine Diskussion darüber, ob es allein innere Zustände, d.h. mentale bzw. neuronale Zustände sind, die einen mentalen Zustand festlegen (Internalismus) oder ob dabei auch äußere Zustände berücksichtigt werden müssen (Externalismus). Es zeigt sich, daß für diese Frage wiederum Befunde der Neurowissenschaft von Relevanz sind. So haben Neuroimmunologie und Psychoneuroimmunologie gezeigt, daß es einen engen Zusammenhang zwischen immunologischen Vorgängen im Körper und dem Gehirn gibt. Auch die lange Zeit vernachlässigten Emotionen lassen sich nur unter Berücksichtigung körperlicher Vorgänge theoretisch fassen. Weiterhin läßt sich durch Befunde der kognitiven (Neuro-)Wissenschaft zeigen, daß kognitive Prozesse keine passiven Vorgänge sind, sondern in einem aktiv in der Welt handelnden System stattfinden. Dieses aktive Verwobensein mit der Welt, ein klassisches Thema der Phänomenologie, wird unter dem Schlagwort der "verkörperten" oder "situierten Kognition" diskutiert. Diese empirisch gestützten Argumentationen stärken eine externalistische Auffassung mentaler Zustände und haben auch Bedeutung für Bewußtseinstheorien.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß sich die Neurophilosophie von einer eher physikalistisch geprägten wissenschaftstheoretischen Richtung her zu einer an den Ergebnissen der Neurowissenschaft selbst orientierten Philosophie des Geistes hin entwickelt hat. Die angeführten Beispiele zeigen, daß ein Verständnis der unserem Geistesleben zugrundeliegenden neuronalen Vorgänge nur interdisziplinär erfolgreich sein kann.


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Video: Apa itu Teori Koneksionisme? (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Dosida

    C'est bien quand ça!

  2. Nathair

    Je m'excuse, mais ça ne m'approche pas.

  3. Ryley

    Je m'excuse, mais je propose d'aller d'une manière différente.

  4. Sherard

    Hâte de.

  5. Coltere

    Je crois que vous vous trompez. Je suis sûr. Discutons de cela. Envoyez-moi un courriel à PM.

  6. Kneph

    C'est d'accord, une phrase utile



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