Ista temeljna platforma, ki omogoča, da je mačka Schrödinger živa in mrtva, prav tako pa pomeni, da se lahko dva delca "pogovarjata med seboj" tudi na daljavo galaksije, bi lahko pomagala razložiti morda najbolj skrivnostne pojave: človeško vedenje.
Kvantna fizika in človeška psihologija se morda zdita popolnoma nepovezana, vendar nekateri znanstveniki menijo, da se obe področji prekrivata na zanimiv način. Obe disciplini poskušata napovedati, kako neprimerni sistemi bi se lahko obnašali v prihodnosti. Razlika je v tem, da je eno polje namenjeno razumevanju temeljne narave fizičnih delcev, drugo pa poskuša razložiti človek narava - skupaj s svojimi napakami.
"Kognitivni znanstveniki so ugotovili, da obstaja veliko" iracionalnega "človekovega vedenja," je po elektronski pošti za Live Science povedal Xiaochu Zhang, biofizik in nevroznanstvenik z Univerze za znanost in tehnologijo na Kitajskem v Hefeiju. Klasične teorije odločanja poskušajo napovedati, kakšno odločitev bo človek sprejel glede na določene parametre, vendar se neizprosni ljudje ne vedejo vedno, kot se pričakuje. Nedavne raziskave kažejo, da je te napake v logiki "mogoče dobro razložiti s kvantno teorijo verjetnosti," je dejal Zhang.
Zhang stoji med zagovorniki tako imenovanih kvantnih spoznanj. V novi študiji, objavljeni 20. januarja v reviji Nature Human Behavior, je s sodelavci raziskal, kako lahko koncepti, izposojeni iz kvantne mehanike, pomagajo psihologom boljše napovedovanje človekovega odločanja. Medtem, ko so snemali, katere odločitve so ljudje sprejeli na dobro znani psihološki nalogi, je ekipa spremljala tudi možgansko aktivnost udeležencev. Pregledi so poudarili specifična področja možganov, ki so lahko vključena v kvantno podobne miselne procese.
Študija je "prva, ki je podprla idejo o kvantni kogniciji na nevronski ravni," je dejal Zhang.
Kul - kaj zdaj to v resnici pomeni?
Negotovost
Kvantna mehanika opisuje obnašanje drobnih delcev, ki sestavljajo vso snov v vesolju, in sicer atome in njihove subatomske sestavine. Ena osrednja načela teorije kaže na veliko negotovosti v tem zelo majhnem svetu, česar ne opazimo na večjih lestvicah. Na primer, v velikem svetu je mogoče vedeti, kje vlak vozi na svoji poti in kako hitro potuje, in glede na te podatke bi lahko napovedali, kdaj naj ta vlak prispe na naslednjo postajo.
Zdaj zamenjajte vlak za elektron in vaša napovedna moč izgine - ne morete vedeti natančne lokacije in trenutka danega elektrona, vendar bi lahko izračunali verjetnost, da se delček lahko pojavi na določenem mestu, ki potuje v posebna stopnja. Na ta način bi lahko dobili megleno predstavo o tem, kaj lahko elektroni naredijo.
Tako kot negotovost preplavi subatomski svet, se zateče tudi v naš postopek odločanja, ali razpravljamo o tem, katero novo serijo bomo preganjali ali oddali svoj glas na predsedniških volitvah. Tukaj prihaja kvantna mehanika. Kvantni svet, za razliko od klasičnih teorij odločanja, omogoča določeno stopnjo ... negotovosti.
Teorije klasične psihologije temeljijo na ideji, da ljudje sprejemajo odločitve, da bi maksimirali "nagrade" in čim bolj zmanjšali "kazni" - z drugimi besedami, da bi zagotovili, da njihova dejanja prinesejo bolj pozitivne rezultate kot negativne posledice. Ta logika, znana kot "okrepitveno učenje", se sklada s Pavlonovo kondicijo, kjer se ljudje naučijo napovedovati posledice svojih dejanj na podlagi preteklih izkušenj, poroča poročilo iz leta 2009 v reviji Journal of Mathematical Psychology.
Če bi jih ta okvir resnično omejeval, bi ljudje dosledno tehtali objektivne vrednosti dveh možnosti, preden bi izbirali med njimi. Toda v resnici ljudje ne delajo vedno tako; njihovi subjektivni občutki glede situacije spodkopavajo njihovo sposobnost sprejemanja objektivnih odločitev.
Glave in repi (hkrati)
Razmislite o primeru:
Predstavljajte si, da postavljate stave, ali bo vržen kovanec pristal na glavah ali repih. Glave vam bodo prinesle 200 dolarjev, repi vas stanejo 100 dolarjev, kovanec pa lahko izberete dvakrat. Ko je umeščen v ta scenarij, se večina odloči, da bo stavo prevzela dvakrat, ne glede na to, ali začetni met povzroči zmago ali izgubo, kaže študija, objavljena leta 1992 v reviji Cognitive Psychology. Verjetno zmagovalci stavijo drugič, ker lahko dobijo denar ne glede na vse, poraženci pa se potrudijo, da bi povrnili svoje izgube in nato še nekaj. Če pa igralci ne morejo vedeti rezultata prvega prenosa kovancev, le redko opravijo drugo igro.
Ko je znano, prvi preplet ne zastavlja izbire, ki sledi, ko pa je neznan, je vse drugače. Ta paradoks ne sodi v okvir klasičnega okrepitvenega učenja, ki napoveduje, da mora biti objektivna izbira vedno enaka. V nasprotju s tem kvantna mehanika upošteva negotovost in ta napovedni rezultat dejansko napoveduje.
"Lahko bi rekli, da se" kvantno utemeljen "model odločanja v glavnem nanaša na uporabo kvantne verjetnosti na področju spoznavanja," Emmanuel Haven in Andrei Khrennikov, soavtorja učbenika "Quantum Social Science" (Cambridge University Press, 2013), je v e-sporočilu povedal Live Science.
Tako kot je morda določen elektron v danem trenutku tu ali tam, tudi kvantna mehanika predpostavlja, da je prvi metanje kovanca hkrati prineslo zmago in izgubo. (Z drugimi besedami, v znamenitem miselnem poskusu je mačka Schrödinger živa in mrtva.) Čeprav je ujeta v to dvoumno stanje, znano kot "superpozicija", je posameznikova končna izbira neznana in nepredvidljiva. Tudi kvantna mehanika priznava, da prepričanja ljudi o izidu dane odločitve - naj bo dobra ali slaba - pogosto odražajo, kakšna je končna izbira. Na ta način se verovanja ljudi medsebojno vplivajo ali se »zapletejo« s svojim morebitnim dejanjem.
Tudi subatomski delci se lahko zapletejo in vplivajo na vedenje drug drugega, tudi če so ločeni od velikih razdalj. Na primer, merjenje obnašanja delca, ki se nahaja na Japonskem, bi spremenilo vedenje njegovega zapletenega partnerja v Združenih državah Amerike. V psihologiji lahko podobno analogijo potegnemo med prepričanja in vedenja. "Prav ta interakcija" ali stanje zapletenosti "vpliva na rezultat meritve," sta dejala Haven in Khrennikov. Rezultat meritve se v tem primeru nanaša na končno izbiro posameznika. "To je mogoče natančno oblikovati s pomočjo kvantne verjetnosti."
Znanstveniki lahko matematično modelirajo to zapleteno stanje superpozicije - v katerem dva delca vplivata drug na drugega, tudi če sta ločena z veliko razdaljo - kot je razvidno iz poročila iz leta 2007, ki ga je objavilo Združenje za napredek umetne inteligence. In presenetljivo je, da končna formula natančno napoveduje paradoksalen rezultat paradigme metanja kovancev. "Zakasnitev logike je mogoče bolje razložiti z uporabo kvantno utemeljenega pristopa," opažata Haven in Khrennikov.
Stave na kvantno
Zhang in njegovi sodelavci so v svoji novi raziskavi predstavili dva kvantno zasnovana modela odločanja proti 12 klasičnim psihološkim modelom, da bi videli, kateri najbolj napoveduje človeško vedenje med psihološko nalogo. Eksperiment, znan kot igralna naloga Iowa, je zasnovan tako, da oceni sposobnost ljudi, da se učijo napak in sčasoma prilagodi svojo strategijo odločanja.
V nalogi udeleženci črpajo iz štirih krogov kart. Vsaka kartica bodisi zasluži igralca denar ali pa ga stane denar, cilj igre pa je zaslužiti čim več denarja. Ulov je v tem, kako je zložen vsak kos kart. Z žrebanjem iz ene palube lahko igralec kratkoročno zasluži velike vsote denarja, vendar jih bo do konca igre stalo veliko več denarja. Druge palube kratkoročno prinašajo manjše vsote denarja, a manj manj kazni. Z igro se zmagovalci naučijo večinoma črpati iz "počasnih in stabilnih" krovov, poraženci pa iz krovov, ki jim zaslužijo hiter denar in strme kazni.
Zgodovinsko gledano osebe z zasvojenostjo z mamili ali poškodbami možganov slabše opravljajo igro na srečo Iowa kot zdravi udeleženci, kar kaže na to, da njihovo stanje nekako poslabša sposobnosti odločanja, kot je bilo poudarjeno v študiji, objavljeni leta 2014 v reviji Applied Neuropsychology: Child. Ta vzorec je veljal v poskusu Zhang, ki je vključeval približno 60 zdravih udeležencev in 40, ki so bili odvisni od nikotina.
Avtorja sta zapisala, da sta dva kvantna modela podobno napovedala najbolj natančna med klasičnimi modeli. "Čeprav modeli niso močno presegli ... se je treba zavedati, da je okvir še v povojih in nedvomno zasluži dodatne študije," so še dodali.
Da bi okrepili vrednost svoje študije, je skupina vsakega udeleženca opravila preiskavo možganov, ko so opravili igralniško nalogo Iowa. Pri tem so avtorji poskušali pokukati na dogajanje v možganih, ko so se udeleženci učili in prilagodili svojo strategijo igre. Rezultati, ki jih ustvarja kvantni model, so predvidevali, kako se bo ta učni proces razvil, zato so avtorji teoretirali, da bi lahko žarišča možganske aktivnosti nekako ustrezale napovedim modelov.
Pregledi so med zdravimi udeleženci pri zdravih udeležencih razkrili številna aktivna področja možganov, vključno z aktiviranjem večjih gub znotraj čelnega režnja, za katere je znano, da so vključeni v odločanje. V skupini s kajenjem pa se zdi, da se nobena žarišča možganske aktivnosti niso vezala na napovedi kvantnega modela. Ker model odraža sposobnost udeležencev, da se učijo na napakah, lahko rezultati kažejo na oslabitev odločanja v skupini za kajenje, so zapisali avtorji.
Vendar pa so "nadaljnje raziskave upravičene", da bi ugotovili, kaj se te razlike med možganskimi aktivnostmi resnično odražajo pri kadilcih in nekadilcih, so dodali. "Povezovanje kvantno podobnih modelov z nevrofiziološkimi procesi v možganih ... je zelo zapleten problem," sta dejala Haven in Khrennikov. "Ta študija je izjemnega pomena kot prvi korak k njeni rešitvi."
Modeli klasičnega okrepitvenega učenja so pokazali "velik uspeh" pri študijah čustev, psihiatričnih motenj, socialnega vedenja, svobodne volje in mnogih drugih kognitivnih funkcij, je dejal Zhang. "Upamo, da bo tudi učenje kvantne okrepitve osvetlilo in zagotovilo edinstvene vpoglede."
Sčasoma bo morda kvantna mehanika pomagala razložiti razširjene pomanjkljivosti v človeški logiki in kako se ta zmotnost kaže na ravni posameznih nevronov.
