T. Rüting Uexküll, Umwelt und Analogie

5/16/2018 T. Rüting Uexküll, Umwelt und Analogie - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/t-rueting-uexkuell-umwelt-und-analogie 1/59

Der Vergleich von Gegen-

ständen und Bewegungen

Jakob von Uexkülls

Theorie und biologischeGrundlagen der Analogiebildung

Dr. rer. nat. Torsten Rüting

Jakob von Uexküll-Archiv für Umweltforschung und BiosemiotikSchwerpunkt Geschichte der Naturwissenschaften, Mathematik und Technik

Universität Hamburg



• Der Organismus als Maschine – differenziert und reflektiert eingesetzt und kritisiert

• Der Staat als Organismus (Staatsbiologie 1920) – Ausarbeitung einer Analogie

• Architektur: Bauplan

• Analogien zu Kompositionslehre / musikalische Metaphern: – Ton, Melodie, Rhythmus, Kontrapunkt, Komposition

Uexkülls Analogien und Metaphern



• Uexkülls Ausgangspunkt: Kant, – Mangelnde Reflektion der Naturwissenschaftler über Grundlagen der

eigenen Erkenntnisfähigkeit

• Programm „Umweltforschung“ – Suche nach biologischen Grundlagen der Erkenntnis

• Funktionskreis und „Biokybernetik – Grundlage für „Embodied Cognition“

• Spekulationen und Faktenzu biologischen Grundlagen für Analogiebildung

– Kognition als ständiges Abgleichen und Vergleichen – Das System de „Mirror Neurone“

• Rezeption Uexküll durch Kognitions und Erkenntnisforschung

Fahrplan



Uexkülls wissenschaftskritischer Ausgangspunkt: Kant

– „Die Naturwissenschaftler „hegen keinen Zweifel, daßsie auf dem richtigen Weg sind, wenn sie denRätseln, die uns die Natur in diesen Gegenständen zulösen aufgibt, mit allen Mitteln der Beobachtung und

des Experiments zu Leibe gehen. [...]Diesem alles überflutenden Ansturm der Naturwissenschaften, die mit ihren aus der Erfahrunggeschöpften Naturgesetzen die Welt bis ins Letzteverstehen zu können behaupten, hat bereits vor

hundertfünfzig Jahren Kant ein „Halt“ zugerufen,indem er die Frage aufwarf: ‚Wie kommt Erfahrungüberhaupt zustande’“

– .“ Biologische Briefe an eine Dame 1917



Uexkülls erkenntnistheoretisches,

(kognitionswissenschaftliches) Programmder Biologie

– „... Im Gegensatz zum naiven Glauben [vieler Naturwissenschaftler] an die allein seligmachende Kraft äußerer Erfahrung hat sich in den letzten Jahrzehnten die moderneBiologie entfaltet, die auf die Grundsätze Kants zurückgreift, und

die vor allen Dingen die Untersuchung der Bedingungen jeder Erfahrung fordert.“



Ausgangspunkt des Physio-logen :Der Körper

Uexkülls Wissenschaft =„Umweltforschung“

Erforschen, wie im Körper,durch dessen Bauplan vorgegeben, Entsprechungen

der Welt entstehen

heute: “embodied cognition“

Begriffe für diese Welten:• Gegenwelt• Innenwelt• Umwelt

• Merkwelt• Wirkwelt

Illustration der Frontseite einer in Chile publiziertenIllustration der Frontseite einer in Chile publizierten Übersetzung der

Biologischen Briefe an eine Dame ( JournalZIG-ZAG ca. 1930,



Kant´s Kritik bei Analogieforscher Douglas R. Hofstadter (Autor von Goedel,

Escher, Bach...)

• „Kant provocatively suggested an intimate connection betweenconcepts and perception. “Concepts without percepts”, hewrote, “are empty; percepts without concepts are blind.”

In this paper we have tried to demonstrate just how true thisstatement is, and just how dependent on each other conceptualand perceptual processes are in helping people make sense of their world“

High-Level Perception, Representation, and Analogy:

A Critique of Artificial Intelligence Methodology

David J. Chalmers, Robert M. French, Douglas R. Hofstadter

Journal of Experimental and Theoretical Artificial Intelligence 1991



Douglas R. Hofstadter :Analogie = Herz und Himmelblau

der Kognition„Analogy as the Core of Cognition“

Stanford presidential Lecture

„ One should not think of analogy-making as a special variety of reasoning (as in the dull and uninspiring phrase “analogical reasoningand problem-solving,” a long-standing cliché in the cognitive-scienceworld), for that is to do analogy a terrible disservice. .... If analogy weremerely a special variety of something that in itself lies way out on the

peripheries, then it would be but an itty-bitty blip in the broad blue skyof cognition.To me, however, analogy is anything but a bitty blip — rather, it’s thevery blue that fills the whole sky of cognition — analogy is everything,or very nearly so, in my view. “



Illustration

Himmelblau und symbolische Repräsentation

René Magritte - ciel



Wie könnten biologischeGrundlagen, Analogien zu bilden

aussehen?Uexküll als Kognitionsforscher

(Uexküll for Beginners)

Raum und Zeit

entstehen im

Körper



Im Körper entstehen „Welten“

durch Wahr-nehmung und Handlung

• In Evolution und Individualentwicklung entstehendie körperlichen Grundstrukturen der „Gegenwelt“

• Durch Wahrnehmung und Handlung entsteht eine

„Innenwelt“, also nur durch Kommunikation mit der Außenwelt

• Auch Raum und Zeit entstehen erst im sichbewegenden Körper

• Die Einheit von Innenwelt und Außenwelt nenntUexküll : „Umwelt“



Uexkülls Begriff „Umwelt“

Das Individuum lebt mit seiner Umwelt, wie in einer “Seifenblase”, die es mit sich überall herumträgt.

Dieses ständig selbst gestaltete Modell der Welt ist

vor allem bestimmt durch den biologischen Bau unddie Bedürfnisse des Körpers.

Sie ist gestaltet von unseren Gewohnheiten undTätigkeiten

Jeder Organismus lebt in seiner eigenen Welt – Es gibt so viele “Umwelten”, wie esIndividuen bzw. Spezies gibt



Uexkülls Begriff „Umwelt“

Angewendet auf die Spezies der

Naturwissenschaftler:

Die „Umwelt eines Astronomen“,

Illustration von Thure v. Uexküll, 1934

Vorwegnahme von Konzepten der

sociology of knowledge „embodied

scientist“

„situated knowledge“



Außenwelt und Innenweltverbunden durch Merken und Wirken.

Wie ein “Funktionskreis” entsteht:Subjekt (Körper) und Objekt sowie

Wirken und Merken

bilden eine Einheit,

die Uexküll als

„Funktionskreis“ veranschaulicht

Objekte (Gegengefüge) sind immer Teil einesFunktionskreises



Funktionskreis: 1. Merken• „... äußere Wirkungen werden durch

die Sinnesorgane aufgenommenund als Reize behandelt.

• Die Reize werden dann inNervenerregungen verwandelt, umden zentralen Nervenorganen

zugeleitet zu werden.• In den Merkorganen klingen danndie entsprechenden Merkzeichen an,

• die, als Merkmale hinausverlegt, zu

Eigenschaften der Bedeutungsträger werden“(Bedeutungslehre 1956 : 111)

oberer HalbkreisMerken:



Umwelt und Innenwelt imbiologischen Funktionskreis 2.

• „Die Merkzeichen im Merkorganinduzieren die ihnenentsprechenden Impulse imzentralen Wirkorgan,

• die dann zu Quellen für die denEffektoren zufließendenErregungsströme werden. Diewirkende Handlung verändert dasGegengefüge oder seineWahrnehmung (Löschen) undbringt damit neue Merkmale insSpiel, das von vorn beginnt.“(Bedeutungslehre 1956 : 111)unterer Halbkreis:

Wirken :



Wahr-nehmung ist Handlungund Vergleich.

Z.B:• Akkomodation“• – Bewegung der Muskeln, die die Linse

im Auge bewegen:

• Veränderung der Schärfe des Objekts – rückgekoppelter (ständig vergleichender)

Regelungsprozess

• Ständiger Vergleich mit Funktionskeiseines zweiten Auges führt zur Wahrnehmung der Tiefe des Raumes

unterer Halbkreis:Wirken :



Wahr-nehmung ist Handlungund Vergleich.

Z.B:

Die Gleichgewichtsorgane

(verbunden mit Augenmuskulatur)

Jede Bewegung erzeugt Erregung Raumwahrnehmung

Ständiger Abgleich und Vergleichder

Wahrnehmungen mehrerer Organe

unterer Halbkreis:Wirken :



Uexküll postuliert ein inneresVergleichssystem

Illustration in „Theoretische Biologie“, 1920 : 117

negative Rückkopplung zur Kontrolle der Muskelbewegungen

„Neuer Kreis“:Illustration vonReafferenz

30 Jahre vor von Holst und

Mittelstaedt.Reafferenzprinzip

(1950)



Ein Modell der Welt entsteht erstdurch Selbstvergleich

Theoretische Biologie 1920 : 116:„Es schiebt sich ein neuer Kreis, der innerhalb des eigenen Zentralorgans[ZNS] verläuft, zur Unterstützung desäußeren Funktionskreises ein und

verbindet das Handlungsorgan mitdem Merkorgan.Auf diese Weise fügt sich die

eigene Handlungsregel den vonaußen angeregten Merkmalen einund dient nun der Merkregel alsGerippe, an die sie die äußerenMerkmale angliedert ....



.... Die Welt entsteht erst durchSelbstreferenz

... Nun erst entstehen in der Merkwelt wirklicheGegenstände ..

Sobald die Bewegungen der eigenen

Gliedmaßen in das Merkorgan eintreten, wirdeine Kontrolle der eigenen Handlungen möglich.Aber solange nicht die vom Merkorganübernommene Handlungsregel zur Formung vonGegenständen benutzt wird, existieren in der Merkwelt nur Objekte ...

So übertragen wir Menschen unsere eigeneFunktionsregel auf die Gegenstände, wie wir dievon uns selbst geformten Merkmale übertragen“



.... Gegen-stände entstehen durchve Funktionsregeln

....„So übertragen wir Menschen unsere eigene

Funktionsregel auf die Gegenstände“

Die wiederholte Wahrnehmung eines Gegenstandes,d.h. die Anwendung der entsprechendenFunktionsregeln führt zur Bildung von Schemata(Koordination von Richtungszeichen), die beimRückabgleich die Handlungen überwachen.

So bestehen Konzepte, die unsereWahrnehmung (Perzeption) formen und inHandlungen in der Wirkwelt getestet und über dieUmwelt und Merkwelt gefestigt werden.



Vergleich: die Grundlage der Kognition

....Schemata von ähnlichenFunktionsregeln, werden, da sie gleicheoder ähnliche Strukturen in Merk- undWirk-Welt erregen verglichen

Z.B.- laterale Körperwahrnehmungen- multimodale Wahrnehmung, z.B visuelle

und taktile InformationenDieses Vergleichen oder Abgleichen vonKonzepten, bzw Gegen-ständen undSchemata ist eine grundlegendeTätigkeit des Wahrnehmungsappates

G tä d d



.... Gegenstände undVorstellungen entstehen durch

Funktionsregeln....

Der Vergleich ermöglichte Identifizierung undUnterscheidung von komplexen Schemata undFunktionsregeln.

Der Vergleich zwischen Reafferenzkreisen auf verschiedener Ebene, auch auf der Ebene der gehemmten Bewegungen führt zur Möglichkeitdes Vergleichs von Vor-stellungen. Dieser Vergleich der Vorstellungen findet analogeVorstellungen und Beziehungen der

Gegenstände



Feedback und Reafferenz

• Theoretische Biologie 1920:

-Wo liegt das zentrale Vergleichsorgan?



„Mirror Neurone“: Hinweis auf neuronale Korrelate für

komplexere Vergleiche undSimulation• Seit 1981 untersuchen Rizzolatti und sein Team an der

Universität Parma Neuronen, die Hand- undMundbewegungen bei Macaquen steuern

• 1992 Pellegrino et al. beschreiben visuo-motor Eigenschaften der F5 Premotor-neurone

• 1996 Rizzolatti, Gallese u.a: „Premotor cortex and therecognition of motor actions“- Begriff : „mirror neuron“

Die besondere Eigenschaft der



Die besondere Eigenschaft der „Mirror

Neurone“:

• Aktivität während der Ausführung vonzielgerichteten Bewegungen

• und Aktivität bei der Beobachtung einer ähnlichen zielgerichteten Bewegung

• sehr spezifisch



„Mirror Neurone“ bei Menschen

Fadiga et al 1995, .

• Registrierung der MEP (Motor EvokedPotentials)

Beobachtung einer Bewegung

erhöht die MEPs der eigenen dieser Bewegung zugehörigen Muskeln

= Spiegeln, imitieren, mimen„Immer, wenn wir Jemanden beimAusführen einer Bewegungbeobachten, werden die gleichen

Motorneuronen erregt, die auchrekrutiert werden, wenn wir selber die Bewegung machen“

„action observationimplies action simulation“



Mirror Neurone kontrollieren Aktionskonzepte durchVergleich mit Feedback aus dem Wirkorgan

Das System der Mirror Neurone• erhält Efferenzkopien• kontrolliert Aktionskonzepte durch Vergleich der Kopie mit der „beobachteten“

ausgeführten eigenen Bewegung(Uexkülls Kreis 1 und Kreis 2)

das System vergleicht mit Bewegungen anderer, die mimetisch durchgespielt(meistens gehemmt) werden .

Unterschiede zu Bewegungen anderer (z.B. von Tieren werden erkennbar.Das Eigene „Selbst“ wird erkennbar

durch mapping – matching?



„Mirror Neurone“ - „Bedeutung“

• `This hypotheses stresses the importance of themotor system in providing meaning to what is„described“ by the visual system, by positing a„ pragmatic “ validation“ of what is perceived‘

„action understanding“ als Einfühlung

Vergleich Selbst – Andere = Voraussetzung für soziale Kommunikation



„Mirror Neurone“ und Sprache

p.174• Premotor F5 „Überlappen“ mit

Broca Region

• Störungen gleichzeitig

Sprachverständnis und Erkennenvon Pantomime

• Autisten – Echolalation –Ungehemmtes Imitieren

Verständnis u. Sprachentw. Störung

f



Einfühlungsvermögen – Embodied Empathy

Merleau-Ponty „Phenomenology of Perception“Intersubjektives Verständnis durch Aktion + Simulation

• Hutchinson et. al 1999 - Neurone im sensorischen Cortex,

die z.B. auf Schmerz durch einen Nadelstich reagierenund auch bei Beobachtung eines Nadelstichs bei einemanderen feuern.

Christian Keysers u.a. entdecken 2001:- auch Gesichtsausdrücke (Schmerz und Ekel) aktivierenentsprechende „Mirror Neurone“ – Symbolbildung =

Analogie: Gesichtsschema - Gefühlszustand



Hypothesen zur Evolution:Imitation, Gestik, Werkzeugegebrauch,

Sprache



Metaphern unserer Sprache:Embodied Cognition

• Be-greifen

• Be-griff

• Er-fassen• Auf-fassen

• Merken (Markieren)

• Wahr-nehmen• Mit-fühlen



Mimese:• Zlatev, Persson and Gärdenfors 2005

•

• (Def) Bodily mimesis:• (1) It involves a cross-modal mapping between Proprioception and

some other modality (Cross-modality).

• (2) It consists of a bodily motion that is, or can be, under consciouscontrol. (Volition)

• (3) The body (part) and its motion are differentiated from andunderstood to correspond (either iconically or indexically) to someaction, object or event. (Representation)



Hypothesen zur Evolution:

• Jagd als mimetisches Verhaltenund evtl Voraussimulation desVerhaltens des Gegenübers

(nach Driza/Cholewa 1985)



Mimese im TanzÜbertragung, Analogiebildung?

• Lebenslehre 1930



MimeseÜbertragung Symbolbildung

Uexkülls



UexküllsWeltentstehungsforschung

rezipiert

u.a. durch:

Heidegger

• Canguillem, Merleau Ponty• Postmoderne Philosophie:

– Lacan, Deleuze, Derrida,

• Robotik• (Bio)Semiotik (Zeichentheorie)



Maurice Merleau Ponty

• 1945 . Phänomenologie der

Wahrnehmung

• 1956-1957 La Nature: NotesCours du Collège de France,

Uexkülls Konzept als Auswegaus dem dualistischenDilemma von Geist undKörper



Uexküll entdeckt als Semiotiker

1977 Thomas A. Sebeok (hungaro-amerikanischer Linguist):“Jakob von Uexküll - A neglected figure in the history of semiotics.“III. Wiener Symposium über Semiotik

1981 Thure von Uexküll: „The sign Theory of Jakob von Uexküll“in Klassiker der Semiotik

1993 Gründung des Jakob von Uexküll-Centre, Tartu (Estonia)in Verbindung zu „Tartuer Semiotik-Schule von Yuri Lotman

2001: Special – Ausgabe der Zeitschrift Semiotica:„Jakob von Uexküll – A new paradigm for Biology and Semiotics“



Uexküll als Semiotiker

Semiotische Terminologie:

Merkzeichen,

WirkzeichenLokalzeichen,Momentzeichen,

MerkmalWirkmal



Der Körper erzeugtnur Zeichen der äußeren Welt

1909:„Alle Rezeptoren haben, wie wir wissen, die gleiche Aufgabe:

Die Reize der Umwelt in Energie zuverwandeln. Es tritt also imNervensystem der Reiz nichtwirklich auf, sondern an seine Stelle

tritt ein ganz anderer Prozeß, der mit dem Geschehen der äußerenWelt gar nichts zu tun hat. ...“



Zeichen werden zu einer Zeichensprache des Körpers

...

„Er kann nur als Zeichendafür dienen, daß sich dortein Reiz befindet, der den

Rezeptor getroffen hat. ...Es werden die Reize der

Außenwelt samt undsonders in eine nervöse

Zeichensprache übersetzt“



Breite Rezeption UexküllsWeitere Beispiele

• Ernst Cassirer

• Martin Heidegger

• Heinz Werner

• Gottfried Benn

• Rainer Maria Rilke

• Fritz Schumacher

• Mies van der Rohe

• Konrad Lorenz

• Nikolas Tinbergen

• Herbert S. Jennings

• Kurt Goldstein

• George Canguilhem

• Jacques Lacan

•Gilles Deleuze



Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

Dualistisches Dilemma der



Dualistisches Dilemma der Forschung zur künstlichen

Intelligenz (AI)

John von Neumann „The Computer and the Brain“ (1958)

Kritik von Hubert Dreyfus



Kritik von Hubert DreyfusPhilosoph, Phänomenologe

1964

Alchemy and Artificial Intelligence

Kritik an Allen Newellund Herbert Simon,

Dreyfus kritisierte das Konzeptder AI:

„... that intelligence consists of the

manipulation of physical symbolsaccording to formal rules“

„The biological body is missing“



Dreyfus‘ Kritik

1.) biological assumption :the brain is analogous to computer hardware and the mind is

analogous to computer software

2.) psychological assumption:the mind works by performing discrete computations (in the form of

algorithmic rules) on discrete representations or symbols .

der biologische Körper fehlt

Di k iti i t k iti i ti h



Die kritisierte kognitivistischePerspektive

Der Eisvogel benutzt die in seinemGehirn gespeicherte symbolische

Repräsentation desBrechungsindexes und logischeRechenoperationen, um seineBeute zu fangen

Aus Punch:



Neues Paradigma

Bedeutung ist nicht inbestimmten Symbolenfestgelegt,

sondern Funktion desGesamtzustandes des Systems(Körpers

Die Symbolverarbeitung

existiert nur im Kopf desBeobachters

Uexküllrezeption durch AI-



Uexküllrezeption durch AIForscher:

Rodney Brooks

MIT - Artificial Intelligence

Laboratory,

Brooks, Rodney A. (1986). Achieving artificial intelligence

through building robots.

Technical ReportMemo 899, MIT AI Lab.

Professor Rodney Brooks mit Cog,

"robo-sapiens" 1994-2003

B k‘ K i ik



Brook‘s Kritik:bisherige AI vs. Uexkülls Merkwelt

Brooks, R.A., Artificial Intelligence 47 (1991), 139–159:

„Thus, because we still perform all theabstractions for our programs, most AI work

is still done in the blocks world... It could beargued that performing this abstraction(perception) for AI programs is merely thenormal reductionist use of abstractioncommon in all good science. The abstraction

reduces the input data so that the programexperiences the same perceptual world ashumans .... I object to this on two grounds: ...

R d B k‘



Rodney Brook‘s:alte AI verdrängte Uexkülls Merkwelt

Brooks, R.A., Intelligence without representation, 1987 Artificial Intelligence 47 (1991), 139–159:

- First, as Uexküll and others have pointed out,each animal species, and clearly each robot species

with their own distinctly non-human sensor suites,will have their own different Merkwelt.

- Second, the Merkwelt we humans provide our programs is based on our own introspection. It is by no means clear that such a Merkwelt is anythinglike what we actually use internally

... Based on these principles we have built a verysuccessful series of mobile robots which operatewithout supervision as Creatures in standard office

environments.

B k‘ K itik



Brook‘s Kritikan der traditionellen AI

,

Das traditionelle Modell; Kognition (als Superstruktur)vermittelt zwischen Perzeptions- und Handlungsebene

Brooks, R.A., „Cambrian intelligence“ 1999, p.81).

B k‘ AI



Brook‘s neue AI – Uexkülls Funktionskreis

Brooks, R.A

Das neue Modell, in dem Perzeption und Handlungauf allen Ebenen unmittelbar zusammenspielen.Kognition gibt es nur im Auge eines Beobachters

Brook‘s E ol tion on



Brook‘s: Evolution von„körperbegabten“ Robotern

1991 „Intelligence Without Reason.“1999 „Cambrian Intelligence“

Roboter mit Körpern:

„notion of embodiment :

The robots have bodies and experience

the world directly - their actions are partof a dynamic with the world and haveimmediate feedback on their ownsensations”. (Brooks 1991b).



Jakob von Uexküll-Archiv



Jakob von Uexküll Archivfür Umweltforschung und

Biosemiotik

Bücher, Dokumente und Sonderdrucke – aus Uexkülls wissenschaftlicher Bibliothek – aus der Bibliothek des„Instituts für

Umweltforschung“

Korrespondenz Uexkülls

Das Archiv sammelt:Uexküll, Umweltforschung,Biosemiotik , Kognitionsforschung

T. Rüting Uexküll, Umwelt und Analogie

Documents

Transcript of T. Rüting Uexküll, Umwelt und Analogie