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/ NetNews Usenet Archive 1992 #30 / NN_1992_30.iso / spool / bit / listserv / csgl / 1921 < prev    next >
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Text File  |  1992-12-21  |  8.5 KB  |  178 lines

  1. Comments: Gated by NETNEWS@AUVM.AMERICAN.EDU
  2. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!darwin.sura.net!paladin.american.edu!auvm!VAXF.COLORADO.EDU!POWERS_W
  3. X-Envelope-to: CSG-L@vmd.cso.uiuc.edu
  4. X-VMS-To: @CSG,@GABRIEL
  5. MIME-version: 1.0
  6. Content-transfer-encoding: 7BIT
  7. Message-ID: <01GSJSKI0A9U006MJF@VAXF.COLORADO.EDU>
  8. Newsgroups: bit.listserv.csg-l
  9. Date:         Sun, 20 Dec 1992 19:06:38 -0700
  10. Sender:       "Control Systems Group Network (CSGnet)" <CSG-L@UIUCVMD.BITNET>
  11. From:         "William T. Powers" <POWERS_W%FLC@VAXF.COLORADO.EDU>
  12. Subject:      Perception and the environment
  13. Lines: 163
  14.  
  15. [From Bill Powers (921220.1745)]
  16.  
  17. Wayne Hershberger (921219) --
  18.  
  19. I think I commented on that post. Anyway, here's what I have to
  20. say now. Brace yourself: I have a lot to say.
  21.  
  22. You say:
  23. >I am saying that when taking something apart that works, one
  24. >wants to keep track of all the working parts and to not mistake
  25. >a limited set of parts for a complete set.
  26.  
  27. Here are some of the parts involved in perception as I model it.
  28.  
  29.               ^
  30.               | Perceptual signal: how much of this perception
  31.               | is present.
  32. ---------------------------------------------------------------
  33.          =========   Input function: operations applied to input
  34.         |  Fi     |  signals (or variables) to calculate the
  35.          =========   value of a function of the inputs.
  36.  
  37. ----[SENSORY INTERFACE]-----------------------------------------
  38.  
  39.         |   |   |
  40.         |   |   |  Physical variables and their paths of
  41.         ^   ^   ^  influence to the input function.
  42.         |   |   |
  43.        v1   v2..vn
  44.  
  45. Now, clearly the set of v's is a fixture of the model
  46. environment. For a given set of v's, any number of input
  47. functions Fi can be constructed (even in parallel) which
  48. produce perceptual signals that depend differently on the
  49. detailed behavior of the v's. Therefore the v's themselves should
  50. not be considered as a part of the perceptual process.
  51.  
  52. The form of the function Fi determines how the perceptual signal
  53. will change as the v's go through various detailed changes. The
  54. value of the perceptual signal will represent an aspect of the
  55. set of v's that will be invariant if the v's change in certain
  56. proportions, and variant if they change in any other proportions.
  57. Thus the magnitude of the perceptual signal represents the state
  58. of the v's as seen through a particular form of input function.
  59.  
  60. While the v's remain constant, it is possible to alter the form
  61. of Fi. Doing so will (in general) alter the value of the
  62. function, which is to say that the perceptual signal will change
  63. to a new value. If the v's then go through the same patterns of
  64. change as before, the perceptual signal will no longer be
  65. invariant for the same proportional changes as before, and it
  66. will not vary in the same way as before when the v's go through
  67. other patterns of change in other proportions. In short, the
  68. perceiving system will experience a new entity in the environment
  69. that obeys different laws even though the v's are changing in the
  70. same ways.
  71. I don't know the advanced concepts behind all this, but it's
  72. clear that with n variables in the environment, we have an n-
  73. dimensional space, each axis being defined by one v. If there
  74. were two variables, an input function that computed weighted sums
  75. of powers of the individual stimulations at the sensory interface
  76. would create a two-dimensional family of curves which do not
  77. cross. These parallel curves would trace out ways in which the
  78. variables can change in v1-v2 space while producing a constant
  79. value of perceptual signal. If the environment changes so that
  80. the v's remain in the relationship defined by one of these
  81. curves, the input function will produce a constant signal: the
  82. system receiving the perceptual signal will experience a steady
  83. environment.
  84.  
  85. If the environment changes so as to move the v's from one curve
  86. to another parallel one, the perceptual signal will change
  87. according to the separation of the curves. This kind of change,
  88. orthogonal to the "curves of indifference," is reported as a
  89. change in the perceptual signal.
  90.  
  91. The behavior of the v's is therefore perceived only along
  92. trajectories orthogonal to the curves of indifference. All such
  93. trajectories are equivalent in terms of the perceptual signal.
  94. The curves of indifference are created entirely by the input
  95. function; they are not a property of the v's, but of the
  96. perceptual apparatus.
  97.  
  98. It is perfectly possible that there are natural laws relating the
  99. v's. It might be true, for example, that (v1^2 + v2^2) =
  100. constant. In that case, the v's would always vary in such a way
  101. that the point v1,v2 lay on a circle on a plot of v1 against v2.
  102. This circle would intersect the lines of indifference created by
  103. the perceptual input function. As the v's varied, the point
  104. representing them would move around the circumference of the
  105. circle, and during one orbit the point would pass from one curve
  106. of indifference to another and back again.
  107.  
  108. The perception, however, would not represent the fact that v1^2 +
  109. v2^2 = constant. As the point moved uniformly around the circle,
  110. the perceptual signal would vary in some sort of distorted sine
  111. wave. The actual invariance represented by the natural law would
  112. not appear in perception at all.
  113.  
  114. In fact the behavior of the perception is related lawfully to the
  115. behavior of the point in v1-v2 space, but the law is due to the
  116. form of the perceptual function, not to the form of the natural
  117. law relating v1 to v2. The effect of the natural law constrains
  118. the way the perception will change, but that constraint is not
  119. evident in perception. All we see is the combination of the
  120. natural law and the law represented by the form of the perceptual
  121. function.
  122.  
  123. In adapting to a particular environment to get control of it, the
  124. brain reorganizes. Perceptual reorganization alters the curves of  indifference,
  125.  and thus alters the behavior of a given environment
  126. that will be perceived. The brain's problem is to find
  127. organizations of the input functions that will yield controllable
  128. variables, and then controllable variables that have a bearing on
  129. survival or well-being -- and it must do so without knowing
  130. anything about the v's except what is represented in the form of
  131. perceptual signals. All the criteria for selecting one perceptual
  132. function over another must be internal, in the end.
  133.  
  134. In trying to learn how the brain's control systems become
  135. organized, we have to try to figure out how it could settle on a
  136. set of perceptual organizations that will yield an adequate set
  137. of controllable perceptions. We already know that when multiple
  138. systems perceive and control the same collection of v's at the
  139. same time, there is a minimum-conflict arrangement in which the
  140. various input functions provide orthogonal representations of the
  141. external environment. This constrains only the whole set of
  142. systems that operate simultaneously, so we can't deduce a priori
  143. what the "axes" of each set of curves of indifference would be;
  144. all we can say is that all the curves, ideally, would cross at
  145. right angles where they intersect. Exact orthogonality isn't
  146. necessary unless we exhaust the degrees of freedom of the
  147. environment, which is highly unlikely to be a problem. But the
  148. more orthogonal the axes of control, the smaller all the error
  149. signals can be when all the reference signals are matched by
  150. their respective perceptual signals.
  151.  
  152. Obviously the brain manages to arrive fairly quickly at a very
  153. satisfactory set of control systems (although one can always ask,
  154. "compared to what?"). So whatever the trick is, it must be fairly
  155. simple. Perhaps it depends heavily on evolutionary preparation
  156. for the rapid learning that occurs right after birth of a human
  157. being. Figuring out what is required from than angle could be
  158. complicated indeed.
  159.  
  160. At any rate, none of this answers the basic epistemological
  161. question as to whether the final set of perceptions comes to fit
  162. the environment in some special veridical way, or whether there
  163. is a large component of arbitrariness in it. We have no way of
  164. answering this question except to build a model of the brain that
  165. shows how the self-organizing process interacts with a
  166. hypothetical environment. Not having any way to look directly at
  167. the v's in the environment, we will never be able to verify our
  168. conclusions, whatever they are. The best we can hope to find,
  169. eventually, is a story with the virtues of being both simple and
  170. convincing. I don't think we are anywhere close to doing that.
  171.  
  172. I would like to know what you think of this argument. Do I need
  173. to worry that you won't tell me?
  174. ---------------------------------------------------------------
  175. Best,
  176.  
  177. Bill P.
  178.