Ta sama podstawowa platforma, która pozwala kotowi Schrödingera być zarówno żywą, jak i martwą, a także oznacza, że dwie cząstki mogą „rozmawiać ze sobą” nawet w odległości galaktyki, może pomóc wyjaśnić być może najbardziej tajemnicze zjawisko: ludzkie zachowanie.
Fizyka kwantowa i psychologia człowieka mogą wydawać się zupełnie niezwiązane, ale niektórzy naukowcy uważają, że te dwa pola nakładają się w interesujący sposób. Obie dyscypliny próbują przewidzieć, jak niesforne systemy będą się zachowywać w przyszłości. Różnica polega na tym, że jedno pole ma na celu zrozumienie podstawowej natury cząstek fizycznych, podczas gdy drugie próbuje wyjaśnić człowiek przyroda - wraz z nieodłącznymi błędami.
„Naukowcy kognitywni odkryli, że istnieje wiele„ irracjonalnych ”ludzkich zachowań”, powiedział Xiaochu Zhang, biofizyk i neurobiolog z University of Science and Technology of China w Hefei w e-mailu na żywo. Klasyczne teorie podejmowania decyzji próbują przewidzieć, jakiego wyboru dokona osoba, biorąc pod uwagę określone parametry, ale omylni ludzie nie zawsze zachowują się zgodnie z oczekiwaniami. Ostatnie badania sugerują, że te luki w logice „można dobrze wyjaśnić teorią prawdopodobieństwa kwantowego” - powiedział Zhang.
Zhang stoi wśród zwolenników tak zwanego poznania kwantowego. W nowym badaniu opublikowanym 20 stycznia w czasopiśmie Nature Human Behavior, on i jego koledzy badali, w jaki sposób koncepcje zapożyczone z mechaniki kwantowej mogą pomóc psychologom lepiej przewidzieć ludzkie decyzje. Podczas rejestrowania decyzji podejmowanych przez ludzi w sprawie dobrze znanego zadania psychologicznego zespół monitorował również aktywność mózgu uczestników. Skany uwidoczniły określone obszary mózgu, które mogą być zaangażowane w kwantowe procesy myślowe.
Badanie jest „pierwszym, które popiera ideę poznania kwantowego na poziomie neuronowym”, powiedział Zhang.
Fajnie - co to tak naprawdę oznacza?
Niepewność
Mechanika kwantowa opisuje zachowanie drobnych cząstek, które tworzą całą materię we wszechświecie, a mianowicie atomów i ich subatomowych składników. Jedna centralna zasada teorii sugeruje dużą niepewność w tym świecie bardzo małego, czegoś, czego nie widać na większą skalę. Na przykład w wielkim świecie można wiedzieć, gdzie pociąg jedzie na swojej trasie i jak szybko jeździ, a biorąc pod uwagę te dane, można przewidzieć, kiedy pociąg powinien przyjechać na następną stację.
Teraz zamień pociąg na elektron, a twoja moc predykcyjna znika - nie możesz znać dokładnej lokalizacji i pędu danego elektronu, ale możesz obliczyć prawdopodobieństwo, że cząstka może pojawić się w określonym miejscu, podróżując w konkretna stawka. W ten sposób możesz uzyskać mgliste wyobrażenie o tym, co potrafi elektron.
Tak jak niepewność przenika świat subatomowy, przenika ona także do naszego procesu decyzyjnego, niezależnie od tego, czy debatujemy nad nową serią do oglądania, czy oddajemy głos w wyborach prezydenckich. Tutaj pojawia się mechanika kwantowa. W przeciwieństwie do klasycznych teorii podejmowania decyzji, świat kwantowy robi miejsce na pewien stopień… niepewności.
Klasyczne teorie psychologiczne opierają się na pomyśle, że ludzie podejmują decyzje, aby zmaksymalizować „nagrody” i zminimalizować „kary” - innymi słowy, aby zapewnić, że ich działania przyniosą więcej pozytywnych rezultatów niż negatywnych konsekwencji. Zgodnie z raportem z 2009 r. W Journal of Mathematical Psychology logika ta, znana jako „uczenie się przez wzmacnianie”, jest zgodna z uwarunkowaniami Pawlonów, w których ludzie uczą się przewidywać konsekwencje swoich działań na podstawie przeszłych doświadczeń.
Gdyby naprawdę ograniczały go te ramy, ludzie konsekwentnie ważaliby wartości obiektywne dwóch opcji przed dokonaniem wyboru między nimi. Ale w rzeczywistości ludzie nie zawsze działają w ten sposób; ich subiektywne odczucia dotyczące sytuacji podważają ich zdolność do podejmowania obiektywnych decyzji.
Głowy i ogony (jednocześnie)
Rozważ przykład:
Wyobraź sobie, że obstawiasz, czy rzucona moneta wyląduje na głowach czy reszkach. Heads dostaje 200 $, reszka kosztuje 100 $, a ty możesz rzucić monetą dwa razy. Po umieszczeniu w tym scenariuszu większość osób decyduje się na dwukrotne postawienie zakładu, niezależnie od tego, czy początkowy rzut kończy się wygraną czy przegraną, wynika z badań opublikowanych w 1992 r. W czasopiśmie Cognitive Psychology. Prawdopodobnie zwycięzcy stawiają po raz drugi, ponieważ bez względu na wszystko mogą zarobić pieniądze, a przegrani stawiają na odzyskanie swoich strat, a potem niektórzy. Jeśli jednak gracze nie mogą poznać wyniku pierwszego rzutu monetą, rzadko podejmują drugi hazard.
Gdy jest znany, pierwszy rzut nie ma wpływu na wybór, który następuje, ale gdy jest nieznany, robi różnicę. Ten paradoks nie mieści się w ramach klasycznego uczenia wzmacniającego, które przewiduje, że obiektywny wybór powinien być zawsze taki sam. Natomiast mechanika kwantowa uwzględnia niepewność i faktycznie przewiduje ten dziwny wynik.
„Można powiedzieć, że„ oparty na kwantach ”model decyzyjny odnosi się zasadniczo do wykorzystania prawdopodobieństwa kwantowego w obszarze poznania”, Emmanuel Haven i Andrei Khrennikov, współautorzy podręcznika „Quantum Social Science” (Cambridge) University Press, 2013), powiedział Live Science w e-mailu.
Tak jak konkretny elektron może być tu lub tam w danym momencie, tak mechanika kwantowa zakłada, że pierwsze rzucie monetą spowodowało jednocześnie zwycięstwo i przegraną. (Innymi słowy, w słynnym eksperymencie myślowym kot Schrödingera żyje i jest martwy.) Złapany w tym dwuznacznym stanie, znanym jako „superpozycja”, ostateczny wybór jednostki jest nieznany i nieprzewidywalny. Mechanika kwantowa uznaje również, że przekonania ludzi dotyczące wyniku danej decyzji - czy będzie ona dobra, czy zła - często odzwierciedlają ostateczny wybór. W ten sposób przekonania ludzi wchodzą w interakcje lub zostają „uwikłane” w ich ostateczne działanie.
Cząstki subatomowe mogą się również zaplątać i wpływać na zachowanie się nawzajem, nawet gdy są oddzielone dużymi odległościami. Na przykład pomiar zachowania cząstki znajdującej się w Japonii zmieniłby zachowanie jej zaplątanego partnera w Stanach Zjednoczonych. W psychologii podobną analogię można wyciągnąć między przekonaniami i zachowaniami. „To właśnie ta interakcja”, czyli stan splątania, ma wpływ na wynik pomiaru ”- powiedzieli Haven i Khrennikov. Wynik pomiaru w tym przypadku odnosi się do ostatecznego wyboru dokonanego przez jednostkę. „Można to precyzyjnie sformułować za pomocą prawdopodobieństwa kwantowego”.
Naukowcy mogą matematycznie modelować ten splątany stan superpozycji - w którym dwie cząstki wpływają na siebie, nawet jeśli dzieli je duża odległość - jak wykazano w raporcie z 2007 r. Opublikowanym przez Association for the Advance of Artificial Intelligence. Co zaskakujące, ostateczna formuła dokładnie przewiduje paradoksalny wynik paradygmatu rzutu monetą. „Upadek logiki można lepiej wyjaśnić, stosując podejście kwantowe” - zauważyli Haven i Khrennikov.
Zakłady na kwant
W nowym badaniu Zhang i jego koledzy porównali dwa oparte na kwantach modele decyzyjne z 12 klasycznymi modelami psychologii, aby zobaczyć, które najlepiej przewidują ludzkie zachowanie podczas zadania psychologicznego. Eksperyment, znany jako Iowa Gambling Task, ma na celu ocenę umiejętności uczenia się na błędach i dostosowywania strategii decyzyjnej w czasie.
W zadaniu uczestnicy dobierają z czterech talii kart. Każda karta albo zarabia pieniądze gracza, albo kosztuje je pieniądze, a celem gry jest zarobienie jak największej ilości pieniędzy. Haczyk polega na tym, jak układana jest każda talia kart. Losowanie z jednej talii może w krótkim czasie przynieść graczowi duże sumy pieniędzy, ale do końca gry będzie to kosztowało znacznie więcej gotówki. Inne talie dostarczają mniejsze sumy pieniędzy w krótkim okresie, ale ogólnie mniej kar. W trakcie gry zwycięzcy uczą się czerpać z talii „powolnych i stabilnych”, a przegrani czerpią z talii, które przynoszą im szybką gotówkę i strome kary.
Historycznie osoby uzależnione od narkotyków lub z uszkodzeniem mózgu osiągają gorsze wyniki w zadaniu hazardowym w Iowa niż zdrowi uczestnicy, co sugeruje, że ich stan w jakiś sposób upośledza zdolności decyzyjne, jak podkreślono w badaniu opublikowanym w 2014 r. W czasopiśmie Applied Neuropsychology: Child. Ten wzorzec sprawdził się w eksperymencie Zhanga, który obejmował około 60 zdrowych uczestników i 40 uzależnionych od nikotyny.
Autorzy zauważyli, że dwa modele kwantowe dokonały podobnych prognoz do najdokładniejszych spośród modeli klasycznych. „Chociaż modele nie były w przeważającej mierze lepsze niż… należy pamiętać, że ramy są jeszcze w powijakach i niewątpliwie zasługują na dodatkowe badania” - dodali.
Aby zwiększyć wartość swoich badań, zespół wykonał skanowanie mózgu każdego uczestnika, gdy ukończył zadanie hazardowe Iowa. Czyniąc to, autorzy próbowali zerknąć na to, co działo się w mózgu, gdy uczestnicy nauczyli się i dostosowali swoją strategię gry w czasie. Wyniki generowane przez model kwantowy przewidywały przebieg tego procesu uczenia się, a zatem autorzy teoretyzowali, że punkty zapalne aktywności mózgu mogą w jakiś sposób korelować z przewidywaniami modeli.
Skany ujawniły wiele aktywnych obszarów mózgu u zdrowych uczestników podczas gry, w tym aktywację kilku dużych fałdów w płacie czołowym, o których wiadomo, że biorą udział w podejmowaniu decyzji. Jednak w grupie palaczy żadne punkty zapalne aktywności mózgu nie były powiązane z przewidywaniami dokonanymi przez model kwantowy. Autorzy zauważyli, że ponieważ model odzwierciedla zdolność uczestników do uczenia się na błędach, wyniki mogą ilustrować upośledzenie decyzji w grupie palącej.
Dodają jednak, że „dalsze badania są uzasadnione” w celu ustalenia, co te różnice w aktywności mózgu naprawdę odzwierciedlają u palaczy i osób niepalących. „Sprzężenie modeli podobnych do kwantowych z procesami neurofizjologicznymi w mózgu… jest bardzo złożonym problemem” - powiedzieli Haven i Khrennikov. „To badanie ma ogromne znaczenie jako pierwszy krok w kierunku jego rozwiązania”.
Modele klasycznego uczenia wzmacniającego wykazały „wielki sukces” w badaniach emocji, zaburzeń psychicznych, zachowań społecznych, wolnej woli i wielu innych funkcji poznawczych, powiedział Zhang. „Mamy nadzieję, że uczenie się o wzmocnieniu kwantowym również rzuci więcej światła, zapewniając unikalny wgląd”.
Z czasem być może mechanika kwantowa pomoże wyjaśnić wszechobecne wady ludzkiej logiki, a także sposób, w jaki omylność przejawia się na poziomie poszczególnych neuronów.
