Perché il dispositivo più complesso nell'universo fallisce in modo epico in matematica?

Il cervello umano è il dispositivo di computazione più sofisticato dell'universo conosciuto, ma non è particolarmente ben equipaggiato per molti dei compiti che richiediamo nel mondo moderno. Iniziamo con un esempio ovvio. Nonostante quello che potresti aver sentito di persone che possono generare mentalmente numeri primi o memorizzare le prime 10.000 cifre di pi, nessun essere umano sarà mai in grado di dividere i numeri a 6 cifre nella sua testa con la velocità e la precisione del tuo smartphone. Per dirlo senza mezzi termini: facciamo schifo ai calcoli numerici.

Il cervello umano è di gran lunga migliore dei computer digitali (per ora) nel riconoscere i volti, nel prendere il calcio, nel capire il parlato o nel comporre una sinfonia. Allora perché falliamo epicamente in una lunga divisione? La risposta tipica è che non ci siamo evoluti per manipolare i numeri. Questo è vero. Per i nostri antenati era molto più importante riconoscere i modelli che eseguire una lunga divisione: distinguere una pila di rami da un gruppo di serpenti era un'abilità di sopravvivenza molto più preziosa che determinare il quoziente di serpente per persona.

Gli elementi costitutivi del cervello e del computer determinano quali compiti sono adatti o meno adatti a svolgere.

Tuttavia, direi che anche se ci fosse stata una pressione evolutiva per eseguire accurati calcoli numerici, il cervello di qualsiasi animale sul pianeta continuerebbe a fallire in matematica perché i mattoni del cervello sono semplicemente inadatti per le manipolazioni numeriche. Il tuo cervello è costituito da circa 100 miliardi di neuroni, e come elementi computazionali i neuroni sono altamente estroversi. Mentre ogni transistor nella CPU del tuo laptop potrebbe comunicare con una dozzina di altri, ogni neurone comunica con migliaia di altri. Il risultato è una rete neurale fortemente intrecciata con un'enorme quantità di diafonia. I risultati di questo crosstalk – più specificamente un fenomeno chiamato priming – è che se dico gatto pensi al cane, se dico 12 puoi pensare a una dozzina. Ogni concetto che pensi di attivare inconsciamente e automaticamente concetti associati. Ma non si vuole che una calcolatrice "pensi" a nient'altro che al numero che hai appena digitato – ogni numero discreto dovrebbe rimanere in quarantena rispetto agli altri numeri, ma nel cervello, a un certo livello, tutto influenza tutto il resto.

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La natura altamente interconnessa delle unità computazionali del cervello lo rende perfettamente adatto per implementare calcoli paralleli. Ma la maggior parte dei calcoli numerici non beneficiano di calcoli paralleli perché sono di natura iterativa: il secondo passo richiede i risultati del primo passo, il terzo del secondo e così via. Una lunga divisione potrebbe richiedere centinaia di passaggi iterativi discreti. L'architettura seriale e la codifica discreta dei computer digitali sono perfettamente adatte a questo compito, e nessuno scienziato informatico userebbe la codifica parallela, analogica, e la velocità dei neuroni simile alla lava per costruire un calcolatore.

The Serious Brain Bugs

Fortunatamente, nel grande schema delle cose, l'inettitudine del cervello per i calcoli numerici è un piccolo inconveniente, soprattutto perché abbiamo capito come costruire i computer digitali. Il vero problema è che il cervello umano è anche mal equipaggiato per eseguire molti dei calcoli e delle decisioni che governano le nostre vite come individui e come membri della società. Considera che la nostra memoria può essere inaffidabile e distorta, il che, nella migliore delle ipotesi, ci porta a dimenticare i nomi, ma nel peggiore dei casi le persone innocenti passano la vita in prigione a causa di testimonianze di testimoni oculari difettosi. Considera la facilità con cui le nostre abitudini, i nostri desideri e le nostre opinioni sono continuamente influenzati dal marketing, un fatto che ha contribuito a causare 100 milioni di morti legate alla sigaretta nel 20 ° secolo. Le nostre decisioni sono influenzate da una serie di fattori arbitrari e irrilevanti; ad esempio, gli studi dimostrano che è possibile prevedere i risultati delle elezioni con approssimativamente il 70% di accuratezza semplicemente mostrando immagini dei soggetti dei candidati. E non dimentichiamo che siamo temporalmente miopi. Presumibilmente per ragioni dell'hardware evolutivo e neurale il cervello umano non è stato progettato per bilanciare adeguatamente i trade-off tra benefici a breve e lungo termine. Non solo facciamo fatica a risparmiare per la pensione, ma l'attuale situazione finanziaria in Europa e negli Stati Uniti dimostra chiaramente che gli individui e le nazioni preferiscono evitare sacrifici relativamente piccoli a breve termine prendendo a prestito, più spesso quindi non determinando grandi sacrifici o catastrofi conseguenze in futuro.

Certo, portiamo in giro il dispositivo più complesso dell'universo conosciuto nei nostri teschi. Ma fino a che punto siamo consapevoli dei pregiudizi e dei limiti intrinseci del cervello? Finché non riconosciamo e comprendiamo i difetti del cervello, continueremo a prendere decisioni sbagliate nei nostri ruoli personali e sociali. E se c'è una limitazione unica che rende difficile vederlo, è che il cervello affronta enormi ostacoli nel tentativo di comprendere se stesso. Questa limitazione è così profonda che la stragrande maggioranza delle persone sul pianeta non riconosce nemmeno che è il loro cervello fisico, e non un'anima metafisica, che è l'unico responsabile di ogni decisione che prendiamo e di ogni sentimento che sperimentiamo.

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