Má zmysel aplikovať kvantovú mechaniku na to, ako ľudia myslia?

Prejdite do ktoréhokoľvek kníhkupectva a nájdete knihy o „kvantovom výpočte“, „kvantovom liečení“ a dokonca aj o „kvantovom golfe“. Ale kvantová mechanika popisuje veci v mikrosvete subatomárnych častíc, že? Čo je dobré aplikovať na makroskopické veci, ako sú počítače a golf, natož na psychologické veci, ako sú myšlienky, pocity a nápady?

Možno sa používa ako analógia, aby pomohla lepšie pochopiť niečo zložité. Samotná kvantová mechanika je však komplikovaná; je to jedna z najzáhadnejšie komplexných teórií, aké ľudia kedy prišli. Ako by sme teda mohli niečo lepšie pochopiť vypracovaním analógie s kvantovou mechanikou?

Efekt pozorovateľa vo fyzike

Neviem o „kvantovom liečení“ ani o „kvantovom golfe“, ale o možnom prepojení medzi kvantovou teóriou a tým, ako ľudia používajú koncepty, som začal uvažovať v roku 1998, keď som hovoril s postgraduálnym študentom fyziky v interdisciplinárnom výskumnom centre. v Belgicku. Študent Franky mi hovoril o niektorých paradoxoch, ktoré inšpirovali kvantovú mechaniku. Jedným paradoxom je efekt pozorovateľa: nemôžeme vedieť nič o kvantovej častici bez vykonania jej merania, ale kvantové častice sú také citlivé, že akékoľvek meranie, ktoré by sme mohli nevyhnutne vykonať, nevyhnutne zmení stav častice a vo všeobecnosti ju úplne zničí!

Efekt zapletenia do fyziky

Ďalším paradoxom je, že kvantové častice môžu interagovať tak hlboko, že stratia svoju individuálnu identitu a budú sa správať ako jeden celok. Výsledkom interakcie je navyše nová entita s vlastnosťami odlišnými od ktorejkoľvek z jej zložiek. Ak k tomu dôjde, nie je možné vykonať meranie jedného bez ovplyvnenia druhého a naopak. Musel sa vyvinúť úplne nový druh matematiky, aby bolo možné zvládnuť tento druh zlúčenia alebo spojenia zapletenie, ako sa to volá. Tento druhý paradox - zapletenie - môže hlboko súvisieť s prvým paradoxom - efektom pozorovateľa - v tom zmysle, že keď pozorovateľ vykoná meranie, môže sa z pozorovateľa a pozorovaného stať zamotaný systém.

Koncepty

Franky som poznamenal, že podobné paradoxy vznikajú aj pri popise pojmov. Koncepty sa všeobecne považujú za koncepcie, ktoré nám umožňujú interpretovať situácie z hľadiska predchádzajúcich situácií, ktoré považujeme za podobné súčasnosti. Môžu byť konkrétne ako Židle alebo abstraktné ako KRÁSA. Tradične sa na ne pozeralo ako na vnútorné štruktúry, ktoré predstavujú triedu entít na svete. Čoraz častejšie sa však o nich predpokladá, že nemajú pevnú reprezentačnú štruktúru a ich štruktúra je dynamicky ovplyvňovaná kontextmi, v ktorých vznikajú.

Napríklad koncept BABY možno aplikovať na skutočné ľudské dieťa, bábiku vyrobenú z plastu alebo malého panáčika namaľovaného čerešničkou na torte. Skladateľ by mohol myslieť na BABY v kontexte potreby slova, ktoré sa možno rýmuje. A tak ďalej. Zatiaľ čo sa v minulosti za primárnu funkciu konceptov považovala identifikácia položiek ako inštancií konkrétnej triedy, čoraz viac sa objavuje nielen kvôli identifikácii, ale aj k aktívnej účasti na generovaní významu. Napríklad, ak niekto označuje malý kľúč ako BABY WRENCH, nesnaží sa identifikovať kľúč ako inštanciu BABY, ani dieťa ako inštanciu WRENCH. Koncepty teda robia niečo jemnejšie a zložitejšie ako vnútorne reprezentovať veci vo vonkajšom svete.

Čo je to „niečo viac“ a ako funguje, môže byť najdôležitejšou úlohou, ktorej dnes čelí psychológia; je nevyhnutné porozumieť prispôsobivosti a kompozičnosti ľudského myslenia. Je nevyhnutné napríklad porozumieť tomu, ako obrazy, filmy alebo pasáže textu spájajú, aby pre nás mali význam, ktorý nie je len súčtom ich slov alebo iných kompozičných prvkov.

Na zvládnutie tohto „niečoho viac“ je potrebná matematická teória pojmov. Psychológovia sa desaťročia snažili rozvíjať matematickú teóriu pojmov. Aj keď sa im celkom dobre darilo pri vymýšľaní teórií, ktoré by dokázali popísať a predpovedať, ako sa ľudia vyrovnávajú s jednotlivými izolovanými konceptmi, nedokázali prísť s teóriou, ktorá by mohla opísať a predpovedať, ako ľudia narábajú s kombináciami alebo interakciami medzi konceptmi, alebo dokonca teória, ktorá by mohla opísať, ako sa ich významy pružne posúvajú, keď sa objavujú v rôznych kontextoch. A javy, ktoré sťažovali vymýšľanie matematickej teórie konceptov, veľmi pripomínajú javy, ktoré sťažovali vymýšľanie teórie, ktorá by mohla popísať správanie kvantových častíc!

Efekt pozorovateľa pre koncepty

Jadrom paradoxov kvantovej mechaniky aj konceptov je účinok kontext . V kvantovej mechanike existuje pojem a základný stav, stav, v ktorom sa častica nachádza, keď neinteraguje s žiadnou inou časticou, t. j. keď na ňu nemá vplyv žiadny kontext. Toto je stav maxima potenciál pretože má možnosť prejaviť množstvo rôznych spôsobov vzhľadom na rôzne kontexty, s ktorými by mohol interagovať. V okamihu, keď častica začne opúšťať základný stav a spadne pod vplyv merania, obchoduje s časťou tejto potenciálu pre skutočnosť; uskutočnilo sa jeho meranie a niektoré aspekty sú lepšie pochopené. Podobne, keď nemyslíte na koncept, ako napríklad pred minútou koncept TABUĽKA, mohol vo vašej mysli existovať v stave úplnej potencie. V tom okamihu by sa koncept TABUĽKA mohol vzťahovať na KITCENOVÚ TABUĽKU, TABUĽKU BAZÉNOV, alebo dokonca MULTIPLIKAČNÚ TABUĽKU. Ale pred niekoľkými sekundami, keď ste si prečítali slovo TABUĽKA, dostalo sa to pod vplyv kontextu čítania tohto článku. Keď si prečítate kombináciu konceptov POOL TABLE, niektoré aspekty potenciálu TABUĽKY sa stali vzdialenejšími (napríklad jeho potenciál držať jedlo), zatiaľ čo iné sa stali konkrétnejšími (napríklad jeho potenciál držať guľky). Akýkoľvek konkrétny kontext oživuje niektoré aspekty potenciálu, zatiaľ čo pochováva ďalšie aspekty.

Pokiaľ teda vlastnosti kvantovej entity nemajú definitívne hodnoty, s výnimkou kontextu merania, vlastnosti alebo vlastnosti konceptu nemajú definitívne uplatnenie, s výnimkou kontextu konkrétnej situácie. V kvantovej mechanike sú stavy a vlastnosti kvantovej entity ovplyvňované systematickým a matematicky dobre modelovaným spôsobom meraním. Podobne aj kontext, v ktorom je koncept prežívaný, nevyhnutne zafarbuje, ako človek tento koncept prežíva. Dalo by sa to označiť ako efekt pozorovateľa konceptov.

Zapletenie pojmov

Pojmy majú nielen „efekt pozorovateľa“, ale aj „efekt zapletenia“. Aby ste to vysvetlili, pouvažujte nad konceptom OSTROV. Ak by niekedy existovala identifikujúca alebo definujúca vlastnosť konceptu, bolo by to tak, že by prvok „bol obklopený vodou“ pre koncept ISLAND. Určite „obklopený vodou“ je ústredným bodom toho, čo to znamená byť ostrovom, nie? Jedného dňa som si ale náhodou všimol, že celý čas hovoríme „kuchynský ostrov“ bez toho, aby sme očakávali, že vec, na ktorú odkazujeme, je obklopená vodou (bolo by skutočne znepokojujúce, keby boli obklopení vodou!) Keď sa KITHCEN a OSTROV stretnú, vykazujú vlastnosti, ktoré sa nedajú predpovedať na základe vlastností kuchýň alebo ostrovov. Kombinujú sa a stávajú sa jedinou významovou jednotkou, ktorá je väčšia ako významová koncepcia. Toto kombinovanie konceptov novými a neočakávanými spôsobmi je pre ľudskú inteligenciu ústredné a je srdcom tvorivého procesu a možno ho považovať za problém zapletenia konceptov.

Môže sa zdať zvláštne používať kvantovú mechaniku na niečo ako pojmy. Z historického hľadiska to nie je taký zvláštny krok. Mnoho teórií, ktoré boli historicky súčasťou fyziky, sa dnes klasifikovalo ako súčasť matematiky, napríklad geometria, teória pravdepodobnosti a štatistika. V čase, keď boli považovaní za fyziku, zamerali sa na modelovanie častí sveta týkajúcich sa fyziky. V prípade geometrie to boli tvary v priestore a v prípade teórie pravdepodobnosti a štatistiky to bol systematický odhad neistých udalostí vo fyzickej realite. Tieto pôvodne fyzikálne teórie majú teraz svoje najabstrahujúcejšie formy a sú ľahko použiteľné v iných vedeckých doménach vrátane humanitných vied, pretože sa považujú za matematiku, nie za fyziku. (Ešte jednoduchším príkladom uplatniteľnosti teórie matematiky vo všetkých oblastiach poznania je teória čísel. Všetci sa zhodneme na tom, že počítanie, ako aj sčítanie, odčítanie atď., Je možné vykonať nezávisle od povahy počítaného objektu. .)

V tomto zmysle som začal uvažovať o použití matematických štruktúr pochádzajúcich z kvantovej mechaniky na vytvorenie kontextovej teórie konceptov bez toho, aby som im priraďoval fyzikálny význam, ktorý sa im pripisuje pri aplikácii na mikrosvet. O tejto myšlienke som nadšene povedal svojmu doktorandskému poradcovi Diederikovi Aertsovi. Na opísanie klamárskeho paradoxu už použil zovšeobecnenia kvantovej mechaniky (napr. Ako sa pri čítaní vety typu „Táto veta nepravdivá“ vaša myseľ prepína medzi „pravdivými“ a „nepravdivými“). Keby existoval niekto, kto by dokázal oceniť myšlienku aplikácie kvantových štruktúr na koncepty, bol by to určite on. Keď som mu to však povedal, povedal, že z technických dôvodov to, o čo sa snažím, nebude fungovať.

Túto myšlienku som však nemohol uviesť. Intuitívne to bolo správne. A ukázalo sa, že ani môj poradca. Obaja sme na to stále mysleli. A v nasledujúcich mesiacoch to začalo vyzerať, akoby sme mali obaja pravdu. To znamená, že matematický prístup, ktorý som navrhol, bol nesprávny, ale základná myšlienka bola správna, alebo aspoň existuje spôsob, ako to vyriešiť.

Teraz, o desať rokov neskôr, existuje komunita ľudí pracujúcich na tejto a ďalších súvisiacich aplikáciách kvantovej mechaniky na to, ako myseľ narába so slovami, koncepciami a rozhodovaním, špeciálne vydanie časopisu „Journal of Mathematical Psychology“ venovaného téma a výročná konferencia „Kvantové interakcie“, ktorá sa koná na miestach ako Oxford a Stanford. Konalo sa o ňom dokonca sympózium na výročnom zasadnutí Spoločnosti kognitívnych vied v roku 2011. Nie je to hlavný smer psychológie, ale už to nie je také „okrajové“, ako to bolo kedysi.

V ďalšom príspevku sa budem zaoberať zvláštnou novou „neklasickou“ matematikou, ktorá bola vyvinutá na opísanie správania kvantových častíc a na to, ako bola použitá pri opise konceptov a na to, ako interagujú v našich mysliach. Pokračovanie nabudúce.....