home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / bit / listserv / csgl / 2097 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-01-09  |  12.6 KB  |  257 lines

  1. Comments: Gated by NETNEWS@AUVM.AMERICAN.EDU
  2. Path: sparky!uunet!paladin.american.edu!auvm!VAXF.COLORADO.EDU!POWERS_W
  3. Return-Path: <@VMD.CSO.UIUC.EDU:POWERS_W%FLC@VAXF.Colorado.EDU>
  4. X-Envelope-to: CSG-L@vmd.cso.uiuc.edu
  5. X-VMS-To: @CSG
  6. MIME-version: 1.0
  7. Content-transfer-encoding: 7BIT
  8. Message-ID: <01GTB6W0BJ0I006MJF@VAXF.COLORADO.EDU>
  9. Newsgroups: bit.listserv.csg-l
  10. Date:         Sat, 9 Jan 1993 09:48:08 -0700
  11. Sender:       "Control Systems Group Network (CSGnet)" <CSG-L@UIUCVMD.BITNET>
  12. From:         "William T. Powers" <POWERS_W%FLC@VAXF.COLORADO.EDU>
  13. Subject:      Newton; S-R and PCT
  14. Lines: 241
  15.  
  16. [From Bill Powers (930108.0800)]
  17.  
  18. Greg Williams (939108a) --
  19.  
  20. >I think that Newton's "model" does not postulate an underlying
  21. >mechanism for gravity (in fact, folks are still working on
  22. >models to do this), but only generalizes the observations ...
  23.  
  24. The observations are things like cannonball trajectories, the
  25. orbits of the moon and planets, and so forth: macroscopic
  26. composite objects following paths according to applied forces.
  27. Also observed is the fact that objects of different sizes have
  28. various weights. Generalizing from the observations would not
  29. involve postulating forces that depend on the geometry of the
  30. arrangement of infinitesimal point-masses. It would involve
  31. observing many cannonball trajectories and many orbiting objects,
  32. and finding a typical behavior of a typical object having certain
  33. gross observable characteristics. The lowest level of abstraction
  34. would be the observed behavior of the objects.
  35.  
  36. Newton proposed a level of abstraction lower than the observed
  37. behavior of the objects. He proposed, in fact, that it is not the
  38. observable characteristics of the objects such as ponderosity,
  39. impulse, affinity, density, size, or shape that counts: it's only
  40. the fundamental property common to all matter of any kind or
  41. observable characteristics, called mass, that counts.
  42. Furthermore, his universal law spoke only of forces between
  43. infinitesimal bits of mass; to deduce the force between the Earth
  44. and Moon, for example, you must compute the forces between each
  45. point in each object and all points in the other object,
  46. integrating over the volumes of the objects under certain
  47. assumptions about internal mass distribution. Doing this reveals
  48. such things as the zonal harmonics in the gravitational "fields"
  49. of objects that are not perfect spheres of uniform density.
  50.  
  51. Newton created an imaginary universe with far more detail in it
  52. than we observe. The law he proposed consisted of force-distance
  53. relationships between those detailed point-masses, not between
  54. objects at the level where we observe them. In order to apply his
  55. law, it is necessary to calculate its consequences for objects of
  56. specific shape and size. The attraction of a cube for a
  57. tetrahedron does not follow an inverse-square law at distances
  58. comparable to the dimensions of the object, according to Newton's
  59. law. In order to find out what the attraction is predicted to be,
  60. one must do that volume integration, applying the law to the
  61. hypothetical particles of mass making up each object. This
  62. predicted attraction can then be compared with the observed
  63. attraction to test the law.
  64.  
  65. [Here there was a 17-hour power failure while we finished getting
  66. 2 feet of snow]
  67.  
  68. >To me, it seems that Newton took exactly the same position as
  69. >Skinner: that functional relationships among observables which
  70. >have provided good predictions in the past are acceptable for
  71. >making future predictions without their being explained and
  72. >delimited by models of underlying mechanisms.
  73.  
  74. So you see, I don't agree that Newton only proposed functional
  75. relationships among observables. What made his proposal so
  76. powerful was that he made a generative model, and did NOT simply
  77. generalize from observations.
  78.  
  79. >Both the PCT "underlying generative model" and the
  80. >behaviorist's "functional relation" include a feedback
  81. >connection from handle to cursor; if they didn't, they wouldn't
  82. >reflect the experimental set-up.
  83.  
  84. What's odd about this, in Skinner's case, was that he paid
  85. elaborate attention to the feedback path and essentially no
  86. attention to the forward path through the organism. The schedule
  87. of reinforcements could be characterized exactly: one
  88. reinforcement for so many bar-presses, according to a regular or
  89. randomized (but known) function. So the reinforcement was
  90. dependent on the behavior in a clearly defined way. In the
  91. forward direction, however, all he could say about the effect of
  92. reinforcement on behavior was that it increased the probability
  93. of a behavior or caused an increment in behavior. As to the form
  94. of the forward relationship he had nothing more specific to say.
  95. If he had proposed a particular forward function, he could have
  96. solved the two relationships together and come up with a control-
  97. system model. But he was fixated on environmental control of
  98. behavior, and was forced to conclude that behavior is controlled
  99. by its consequences, even though the only CLEAR relationship he
  100. could see was that of consequences being controlled by behavior.
  101. I have always considered this to be his most intellectually
  102. dishonest ploy.
  103.  
  104. From another standpoint, the behaviorist COULDN'T characterize
  105. the experimental setup correctly. To do so would be to see that
  106. the stimulus is not an independent variable. The assumption is
  107. that the stimulus varies, and as a consequence of that the
  108. response varies. To measure the response, one arbitrarily varies
  109. the stimulus, so the stimulus has a known value or pattern that
  110. is independent of the behavior. If the stimulus is defined so it
  111. depends on the response, it's impossible to perform this
  112. manipulation (without breaking any actual feedback loop that's
  113. present). This is why behaviorists have been unable to grasp the
  114. relationships in a control system. They are unwilling to give up
  115. their own, or environmental, control of the stimulus.
  116.  
  117. Skinner saw the reinforcer as a consequence of behavior. But
  118. being unable to give up the idea that the environment controls,
  119. he then treated this consequence as an independent variable, and
  120. said that it controls the behavior. To be sure it controls only
  121. FUTURE behavior, but with his blind spot he never saw the obvious
  122. implication: that the BEHAVIOR which produces this consequence
  123. controls ("controls" meaning influences) the future behavior via
  124. the apparatus. To see this loop whole would have meant giving up
  125. the concept that the environment determines behavior, and that,
  126. above all, he was unwilling to do.
  127.  
  128. ---------------------------------------------
  129. Your various quotes from the archives completely support my
  130. position. You have my words right, but the reasoning you apply to
  131. them is all your own, and you're welcome to it.
  132.  
  133. I have proposed correlations of 0.95 as a practical target for
  134. current research. We commonly get correlations of 0.99 and up in
  135. simple experiments. It is true, however, that to build any
  136. structure that can support a mature science of life, we must be
  137. able to get correlations of 0.999...; the reason, as I have
  138. explained, is the necessity for a mature science to make
  139. deductions based on many facts, not just a small handful.
  140. Clearly, our occasional achievement of correlations of 0.99+ is
  141. not yet sufficient to serve as the base of a mature science. It
  142. enables us to make certain deductions with a high probability
  143. that they are correct, but the scope of these deductions is still
  144. limited.
  145.  
  146. I will admit that speaking of "exact" predictions is premature,
  147. and ultimately foolish. I was carried away by comparing
  148. predictions of individual behavior having 1000% error or worse
  149. (the norm in most behavioral studies) and predictions with 5%
  150. error. I admit that 5% error is not 0% error.
  151. ----------------------------------------------------
  152. >But you say that PCT tracking models fail to predict cursor
  153. >position over time with sufficient accuracy for true scientific
  154. >work.
  155.  
  156. If making the best predictions one can is not true scientific
  157. work, I don't know what is. Do you expect a full blown science of
  158. life as complete as that of physics to spring into being
  159. overnight? Even worse, do you really think I expect it to? You
  160. persist in misquoting or misunderstanding me by taking my
  161. statements and carrying their interpretations to ridiculous
  162. extremes. In talking about a mature science of life, I'm
  163. describing a reference condition, a goal in which the standards
  164. are set several orders of magnitude higher than those currently
  165. accepted in the conventional behavioral sciences.
  166.  
  167. I did not say that PCT tracking models are unusable for true
  168. scientific work. You got that by reasoning from disconnected
  169. statements taken out of context and interpreted according to your
  170. own agenda. I have no defense against that kind of intellectual
  171. strategy. Nor do I need one.
  172. --------------------------------------------------------------
  173. Since sending you the data, I have had some additional thoughts,
  174. some of which are reflected above. You say
  175.  
  176. >To adjust the parameters in a PCT model, you run trial models
  177. >successively, with the loop closed, using the given
  178. >disturbance, and look for the best fit to "real" handle
  179. >position over time, right? To adjust the parameters in a
  180. >descriptive "model," the behaviorist would need to do the same.
  181.  
  182. The basic problem is that behaviorists can't close the loop,
  183. because they must consider the stimulus to be an independent
  184. variable. Only Skinner came close to seeing that it is a
  185. dependent variable just like the behavior. If you were really
  186. putting on a behaviorist hat, you would have seen nothing wrong
  187. with being presented only with the cursor and handle records. You
  188. would have assumed that I generated the cursor positions
  189. independently, and that the subject simply moved the handle as a
  190. response to them. You wouldn't need to ask me for my experimental
  191. setup; it would be self-evident. To do a new experiment, you
  192. would simply present a cursor moving in a new pattern, and
  193. measure the new pattern of handle positions. And you would
  194. probably be quite satisfied with the resulting modest
  195. correlation.
  196.  
  197. If I gave you the disturbance record too, you would quickly find
  198. that the disturbance correlated very highly with handle
  199. positions, and would conclude that the disturbance was the real
  200. stimulus. The correlation of the cursor position with handle
  201. position would be much lower, so the cursor would be judged to
  202. contribute little to the variance.
  203.  
  204. And there's one final aspect of the behaviorist approach that you
  205. put in but no conventional behavioral scientist would. I
  206. presented a data set. The conventional approach would be to look
  207. for a relationship between them -- not point by point, over time,
  208. but as a complete data set. The result of the analysis would be a
  209. correlation, a regression equation, and a statement of the
  210. standard deviation. The thought of using these results to predict
  211. the point-by-point handle positions in a new experiment simply
  212. would not occur to a conventional behavioral scientist.
  213. -------------------------------------------------------------
  214. >>I will be extremely interested to see what you decide to use
  215. >>for C, without knowing what the disturbance is.
  216.  
  217. >How about H = K * integral(C - T)?
  218.  
  219. But C is not known until H and D are known, is it? And you can't
  220. know H until you know the pattern of disturbances, can you?
  221. You're expressing H as a dependent variable. What it depends on,
  222. the independent variables, are T and C. In order to make a
  223. prediction using the above model only, you would have to specify
  224. the variations in C and T first.
  225.  
  226. If you include the equations for the experimental setup, C = H +
  227. D, your equation plus this one constitute the equations for a
  228. control system. In the solution of these equations, you find that
  229. both C and H depend on the disturbance (and the omitted reference
  230. signal, here assumed 0). You can't specify C in advance. So this
  231. is not an S-R model. You can't manipulate S.
  232.  
  233. So I really don't see how you are going to handle this as an S-R
  234. system instead of as a control system.
  235. ---------------------------------------------------------------
  236. >... maybe your model is already "noise"-limited. If so, then
  237. >adding a noise term should improve prediction of cursor
  238. >position IN A STATISTICAL SENSE, AVERAGED OVER MANY RUNS.
  239.  
  240. No, it will make the fit worse. You will never do better with a
  241. noisy model than with a noiseless one. Noise adds in quadrature.
  242. -------------------------------------------------------------
  243. >Then the argument is over interpretation of models, not over
  244. >the models themselves. The behaviorist will happily use your
  245. >(or a better predicting) closed-loop model (perhaps with a
  246. >descriptive statistical term to model "noise") and call it an
  247. >input-output/descriptive/functional relationship "model." And
  248. >you will yell "Foul!"
  249.  
  250. No, the behaviorist will hell "Foul!" when I point out that the
  251. so-called stimulus is not an independent variable.
  252. --------------------------------------------------------------
  253. Best,
  254.  
  255.  
  256. Bill P.
  257.