心の計算理論

心の哲学において、計算論的心の理論（CTM）、別名計算主義は、人間の心は情報処理システムであり、認知と意識は共に計算の一形態であると主張する見解群である。これは、精神状態をその構成要素ではなく、その働きによって定義するより広範な理論である機能主義と密接に関連している。 ^{[ 1 ]}

ウォーレン・マカロックとウォルター・ピッツ（1943年）は、神経活動が計算的であると最初に提唱した。彼らは、神経計算が認知を説明すると主張した。^{[ 2 ]}この理論のバージョンは、1964年にピーター・パトナムとロバート・W・フラーによって提唱された。 ^{[ 3 ] [ 4 ]}この理論は、 1960年と1961年にヒラリー・パトナムによって現代的な形で提案され、 ^{[ 5 ]}当時彼の博士課程の学生で哲学者であり認知科学者であるジェリー・フォダーが、1960年代、1970年代、1980年代に博士研究員として研究を続けた。^{[ 6 ] [ 7 ]}後に、パトナム自身、ジョン・サール、その他によって批判された。 ^{[ 8 ]}

CTM（計算理論）は、人間の精神は脳内の神経活動によって実現される（すなわち、物理的に実装される）計算システムであると主張する。この理論は様々な形で展開することができ、計算という用語の理解の仕方によって大きく異なる。

古典的計算理論（CCTM ）では、計算はチューリングマシンによってモデル化され、機械の内部状態と組み合わされた規則に従って記号が操作されます。チューリングマシンは、時間と記憶容量が無制限の抽象的な機械です。CCTMは、心がチューリングマシンのように見えると主張するのではなく、形式主義としてチューリングマシンを使用します。アラン・チューリングは、人間の脳によって実行されるあらゆる記号アルゴリズムは理論的にはチューリングマシン上で再現できると主張しました。^{[ 8 ]}

このような計算モデルの重要な側面は、計算を実行する機械の特定の物理的詳細から抽象化できる点です。^{[ 7 ]}例えば、適切な計算は、入力と内部状態の操作に基づいて一連の出力が規則に従って実行される限り、シリコンチップまたは生物学的ニューラルネットワークのどちらでも実行できます。^{[ 7 ]}

心の計算理論は、計算への「入力」が記号または他のオブジェクトの表現の形で来るため、心的表象を必要とするとよく言われます。コンピュータは実際のオブジェクトを計算することはできませんが、オブジェクトを何らかの形で解釈して表象し、その表象を計算する必要があります。CTMとは異なり、心の表象理論は操作される記号に焦点を移します。このアプローチは体系性と生産性をよりよく説明します。^{[ 7 ]}フォダーの見解では、心は思考の言語を処理する計算システムです。^{[ 9 ]}

コネクショニスト計算論は、心をニューラルネットワークとしてモデル化する。スティーブン・ピンカーとアラン・プリンスは、コネクショニストを消去主義と実装主義の2種類に分類している。消去主義コネクショニストは一般的に古典的なCTMと構造化された記号的心の概念を否定する一方、実装主義コネクショニストはニューラルネットワークとチューリングマシンを潜在的に補完的な2つの分析レベルとみなす。理論的には、ニューラルネットワークをチューリングマシンに実装したり、チューリングマシンをニューラルネットワークに実装したりすることは実際に可能である。^{[ 7 ]}

CTMは、心を現代のデジタルコンピュータに例えるコンピュータメタファーとは異なります。^{[ 10 ]}コンピュータメタファーは、心をソフトウェア、脳をハードウェアとして類推していますが、CTMは、心が文字通り計算システムであると主張しています。「計算システム」は、現代の電子コンピュータを意味するものではありません。^{[ 8 ]} CTMは、認知の計算理論（CTC）とも異なります。CTCは、神経計算が認知を説明すると述べているだけで、それが現象的意識を説明するかどうかは考慮していません。^{[ 2 ]}

CTMは、依然として議論の的となっている疑問を提起する。すなわち、物理システム（心や人工コンピュータなど）が計算を実行するには何が必要なのか、という疑問である。非常に単純な説明は、抽象的な数学的計算と物理システムとの間の単純なマッピングに基づいている。システムが計算Cを実行するのは、Cによって識別される状態のシーケンスと、システムの物理的記述によって識別される状態のシーケンスとの間にマッピングが存在する場合のみである。^{[ 11 ] [ 12 ]}

パトナム（1988）とサール（1992）は、この単純なマッピング説明（SMA）が計算記述の経験的重要性を矮小化していると主張している。^{[ 12 ] [ 13 ]}パトナムが述べたように、「あらゆるものは何らかの記述の下で確率的オートマトンである」。^{[ 14 ]}岩、壁、水の入ったバケツでさえ、見た目とは裏腹に、計算システムである。グアルティエロ・ピッチニーニは、汎計算主義のさまざまなバージョンを特定している。^{[ 15 ]}サールは次のように書いている。

私の背後にある壁は、WordStarプログラムを実行しています。なぜなら、WordStar の形式構造と同型な分子運動のパターンが存在するからです。しかし、壁が WordStar を実行している場合、その壁が十分に大きい場合は、脳内で実行されるプログラムを含め、あらゆるプログラムを実行することになります。^{[ 16 ]}

矮小化批判に応え、SMAを制限するために、心の哲学者は計算システムのさまざまな説明を提供してきた。これらには、通常、因果的説明、意味論的説明、構文的説明、および機械論的説明が含まれる。^{[ 17 ]}意味論的制約の代わりに、構文論的制約を課す。^{[ 17 ]}機械論的説明は、 2007年にグアルティエロ・ピッチニーニによって初めて導入された。^{[ 18 ]}

心の計算論的理論で用いられる物理主義的な概念に対して、様々な反論が提唱されてきた。

心の計算論に対する初期の、しかし間接的な批判は、哲学者ジョン・サールによるものです。中国語の部屋として知られる思考実験で、サールは、人工知能エージェントが意図性と理解力を持っていると言えること、そしてこれらのシステムがそれ自体で心であると言えるため、人間の心の研究に十分であるという主張を反駁しようと試みました。^{[ 19 ]} サールは、部屋の外の誰とも何ともコミュニケーションをとる手段がなく、ドアの下から渡される記号が書かれた紙切れだけしかない部屋に男性がいると想像するように求めています。男性は、その紙を使って、用意された一連のルールブックに従って、異なる記号が書かれた紙を返さなければなりません。部屋にいる男性は知りませんが、これらの記号は中国語であり、このプロセスによって、部屋の外にいる中国語話者が実際に理解できる会話が生まれます。サールは、部屋にいる男性は中国語の会話を理解していないと主張します。これはもともと、コンピュータが心のように機能するという考えを否定するために書かれたものです。^{[ 20 ]}

サールのような反論は、不十分性反論と呼べるかもしれない。これらの反論は、心の計算論的理論は、計算だけでは心の何らかの能力を説明するには不十分であるため、失敗すると主張する。フランク・ジャクソンの知識論証のようなクオリアからの議論も、このように心の計算論的理論に対する反論として理解できる。ただし、これらの議論は、計算論的理論を具体的に標的とするのではなく、心に関する物理主義的な概念全般を対象としている。

また、心の計算論的理論に特化した反論も提起されている。

ジェリー・フォダー自身も、心の計算論的理論では、心の解明にはまだ程遠いと主張している。この欠点の主な理由は、認知の大部分がアブダクション的かつグローバルなものであり、信念を（反証）するために、関連する可能性のあるすべての背景的信念に敏感であることである。これは、とりわけ、計算論的理論におけるフレーム問題を引き起こす。なぜなら、信念の関連性は、その局所的、構文的特性の1つではなく、文脈依存的だからである。^{[ 21 ]}

パトナム自身（特に『表象と現実』および『哲学の刷新』の第一部を参照）は、サールの中国語の部屋の議論、世界と単語の参照関係の問題、心身問題に関する考察など、さまざまな理由から計算主義の著名な批判者となった。特に機能主義に関して、パトナムはサールの議論と似ているが、より一般的な論点で、人間の心が計算状態を実装できるかどうかという問題は、心の性質の問題とは関係がないと主張した。なぜなら、「すべての通常の開放系は、すべての抽象的な有限オートマトンを実現する」からである。^{[ 12 ]}計算主義者は、実装として正確に何が含まれるかを記述する基準を開発することを目指してこれに応えた。^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

ロジャー・ペンローズは、人間の心は数学的な複雑さを理解し発見するために、既知の健全な計算手順を使用していないという考えを提唱した。これは、通常のチューリング完全なコンピュータは、人間の心が確認できる特定の数学的真理を確認できないことを意味する。^{[ 25 ]}しかし、ペンローズがそれを証明するためにゲーデルの定理を適用したことは広く批判され、誤りであると考えられている。^{[ 26 ]}

• ダニエル・デネットは、意識は直線的に見えるが実際にはぼやけており、脳内の空間と時間に分散している多重ドラフトモデルを提唱した。意識は計算であり、計算を意識するようになる余分なステップはない。^{[ 27 ]}
• ジェリー・フォダーは、信念や欲求などの精神状態は、個人と精神的表象との間の関係であると主張している。彼は、これらの表象は、心の中にある思考の言語（LOT）によってのみ正しく説明できると主張している。さらに、この思考の言語自体が脳にコード化されており、単なる便利な説明ツールではない。フォダーは機能主義の一種に固執し、思考やその他の精神プロセスは、思考の言語を構成する表象の構文上で動作する計算によって主に構成されていると主張している。後の著作（『概念』および『ニレの木と専門家』）で、フォダーは、当初の計算主義的見解の一部を洗練させ、疑問を呈し、LOTの高度に修正されたバージョンであるLOT2を採用した。^{[ 28 ] [ 29 ]}
• デイビッド・マーは、認知プロセスには3つのレベルの記述があると提唱した。計算レベルは、システムがどのような操作を実行し、なぜそれを実行するのかを記述する。アルゴリズムレベルは、それを計算するために使用されるアルゴリズムを示す。実装レベルは、アルゴリズムレベルで想定されたアルゴリズムの物理的な実装を記述する。^{[ 30 ]}
• ウルリック・ナイサーは、 1967年に出版された同名の著書で認知心理学という用語を普及させた。^{[ 31 ]}ナイサーは、人間を動的な情報処理システムとして特徴づけ、その精神活動は計算論的な用語で説明できるとしている。
• スティーブン・ピンカーは1997年の著書『心の働き』の中で、「思考と感情は脳内での情報処理から成る」と主張し、進化心理学の観点から脳を説明しようと試みた。彼は、臓器と同様に、人間の精神機能は生存や生殖の役割を果たすために存在していると書いた。^{[ 32 ]}
• ヒラリー・パトナムは意識を説明するために機能主義を提唱し、脳内で行われているかコンピュータ内で行われているかに関わらず、意識とは計算そのものであると断言した。^{[ 33 ]}

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• インディアナ哲学オントロジープロジェクトにおける心の計算論
• PhilPapersにおける心の計算理論
• 意識に関するオンライン論文集、パート2：心の哲学のその他の側面、デイヴィッド・チ​​ャルマーズ編