Ima li smisla primijeniti kvantnu mehaniku na način na koji ljudi razmišljaju?

Uđite u bilo koju knjižaru i možete pronaći knjige o "kvantnom računanju", "kvantnom iscjeljivanju", pa čak i "kvantnom golfu". Ali kvantna mehanika opisuje stvari u mikrosvijetu subatomskih čestica, zar ne? Kakva je korist primijeniti ga na makroskopske stvari poput računala i golfa, a kamoli na psihološke stvari poput misli, osjećaja i ideja?

Možda se primjenjuje kao analogija kako bi se olakšalo razumijevanje nečega složenog. Ali sama kvantna mehanika je komplicirana; to je jedna od najzagonetnije složenih teorija koje su ljudi ikad smislili. Pa kako bismo mogli nešto bolje razumjeti povlačeći analogiju s kvantnom mehanikom?

Učinak promatrača u fizici

Ne znam o 'kvantnom iscjeljivanju' ili 'kvantnom golfu', ali počeo sam razmišljati o mogućoj vezi između kvantne teorije i kako ljudi koriste koncepte 1998. godine kada sam razgovarao sa studentom fizike u interdisciplinarnom istraživačkom centru u Belgiji. Učenik Franky govorio mi je o nekim paradoksima koji su nadahnuli kvantnu mehaniku. Jedan od paradoksa je učinak promatrača: ne možemo znati ništa o kvantnoj čestici, a da je ne izvršimo mjerenje, ali kvantne čestice su toliko osjetljive da svako mjerenje koje bismo mogli izvršiti neizbježno mijenja stanje čestice, doista je općenito potpuno uništava!

Učinak zapletenosti u fizici

Još jedan paradoks je da kvantne čestice mogu tako duboko komunicirati da izgube svoj individualni identitet i ponašaju se kao jedno. Štoviše, interakcija rezultira novim entitetom koji ima svojstva različita od bilo kojeg od njegovih sastojaka. Kada se to dogodi, nije moguće izvršiti mjerenje jednog bez utjecaja na drugo, i obrnuto. Morala se razviti sasvim nova vrsta matematike da bi se bavila ovom vrstom spajanja zajedno ili zapletenost, kako se to zove. Ovaj drugi paradoks - zapletenost - može biti duboko povezan s prvim paradoksom - efektom promatrača - u smislu da kada promatrač izvrši mjerenje, promatrač i promatrani mogu postati zapleteni sustav.

Koncepti

Frankyu sam primijetio da se slični paradoksi pojavljuju u pogledu opisa pojmova. Općenito se smatra da su koncepti ono što nam omogućuje tumačenje situacija u smislu prethodnih situacija koje smatramo sličnima sadašnjosti. Mogu biti konkretni, poput STOLICE, ili apstraktni, poput LJEPOTE. Tradicionalno se na njih gledalo kao na unutarnje strukture koje predstavljaju klasu entiteta u svijetu. Međutim, sve se više smatra da nemaju fiksnu reprezentacijsku strukturu, na njihovu strukturu dinamički utječe kontekst u kojem nastaju.

Na primjer, koncept BABY može se primijeniti na stvarnu ljudsku bebu, lutku izrađenu od plastike ili malu figuru štapića obojenu šlagom na torti. Tekstopisac bi mogao pomisliti na BEBU u kontekstu potrebe riječi koja se rimuje s možda. I tako dalje. Iako se u prošlosti smatralo da je primarna funkcija pojmova identifikacija predmeta kao primjera određene klase, sve se češće vide ne samo da bi ih identificirali, već i da aktivno sudjeluju u stvaranju značenja. Na primjer, ako se jedan mali ključ odnosi na BABY WRENCH, ne pokušava identificirati ključ kao primjer BABY, niti prepoznati bebu kao primjer WRENCH. Stoga koncepti rade nešto suptilnije i složenije od internog predstavljanja stvari u vanjskom svijetu.

Što je to "nešto više" i kako funkcionira, možda je najvažniji zadatak s kojim se danas suočava psihologija; od vitalnog je značaja za razumijevanje prilagodljivosti i kompozicije ljudske misli. Primjerice, važno je razumjeti kako se slike, filmovi ili dijelovi teksta udružuju kako bi za nas imali značenje koje nije samo zbroj njihovih riječi ili drugih kompozicijskih elemenata.

Da biste se uhvatili u koštac s tim 'nečim više', potrebna je matematička teorija pojmova. Psiholozi su desetljećima pokušavali razviti matematičku teoriju pojmova. Iako su se prilično dobro snašli u smišljanju teorija koje bi mogle opisati i predvidjeti kako se ljudi nose s pojedinačnim, izoliranim konceptima, nisu uspjeli smisliti teoriju koja bi mogla opisati i predvidjeti kako se ljudi nose s kombinacijama ili interakcijama među konceptima, ili čak i teorija koja bi mogla opisati kako se njihova značenja fleksibilno mijenjaju kada se pojavljuju u različitim kontekstima. A fenomeni zbog kojih je bilo teško doći do matematičke teorije pojmova vrlo podsjećaju na pojave zbog kojih je bilo teško doći do teorije koja bi mogla opisati ponašanje kvantnih čestica!

Učinak promatrača za koncepte

U središtu paradoksa i kvantne mehanike i koncepata je učinak kontekst . U kvantnoj mehanici postoji pojam a osnovno stanje, stanje u kojem je čestica kada nije u interakciji s bilo kojom drugom česticom, tj. kada na nju ne utječe nikakav kontekst. Ovo je stanje maksimuma potencijalnost jer ima mogućnost očitovanja mnoštva različitih načina s obzirom na različite kontekste s kojima bi mogao komunicirati. Onog trenutka kada čestica počne napuštati osnovno stanje i pasti pod utjecaj mjerenja, ona mijenja dio te mogućnosti za stvarnost; izvršeno je njegovo mjerenje i neki njegov aspekt je bolje razumljiv. Slično tome, kada ne razmišljate o konceptu, poput koncepta TABLA prije minute, on je možda postojao u vašem umu u stanju pune potencijala. U tom trenutku koncept TABLA mogao bi se primijeniti na KITCENSKI STO, BAZENSKI BOL, ili čak MNOŽENJE. No, prije nekoliko sekundi čim ste pročitali riječ TABLA, ona je došla pod utjecaj konteksta čitanja ovog članka. Kad pročitate kombinaciju koncepata TABELA ZA BAZEN, neki aspekti potencijala TABLE postali su udaljeniji (poput potencijala za držanje hrane), dok su drugi postali konkretniji (poput potencijala za držanje valjanih kuglica). Bilo koji određeni kontekst oživljava neke aspekte onoga što je potencijalno, dok sahranjuje druge aspekte.

Dakle, onoliko koliko svojstva kvantnog entiteta nemaju određene vrijednosti, osim u kontekstu mjerenja, svojstva ili svojstva pojma nemaju određene primjene, osim u kontekstu određene situacije. U kvantnoj mehanici mjerenja na sustavan i matematički dobro modeliran način utječu na stanja i svojstva kvantne cjeline. Slično tome, kontekst u kojem se koncept doživljava neizbježno boji kako se taj koncept doživljava. To bi se moglo nazvati efektom promatrača za koncepte.

Zapletenost koncepata

Ne postoji samo 'učinak promatrača' za koncepte, postoji i 'učinak zapletenosti'. Da biste to objasnili, razmotrite koncept OTOK. Da je ikad postojala identificirajuća ili definirajuća značajka koncepta, to bi bila značajka 'okružena vodom' za koncept OTOK. Sigurno je da je 'okružen vodom' presudno za ono što znači biti otok, zar ne? Ali jednog dana slučajno sam primijetio da cijelo vrijeme govorimo 'kuhinjski otok', bez ikakvog očekivanja da je stvar na koju mislimo okružena vodom (uistinu bi bilo uznemirujuće ako bili okruženi vodom!) Kad se KITHCEN i OTOK spoje, pokazuju svojstva koja se ne mogu predvidjeti ni na osnovi svojstava kuhinja ni na otocima. Kombiniraju se i postaju jedinstvena značenjska jedinica koja je veća od one u sastavnim konceptima. Ovo kombiniranje koncepata na nove i neočekivane načine ključno je za ljudsku inteligenciju i srce je kreativnog procesa, a može se smatrati problemom zapletanja koncepata.

Možda se čini zastrašujućim primijeniti kvantnu mehaniku na nešto poput koncepata, što se vidjelo u povijesnom kontekstu, ovo nije tako čudan potez. Mnoge teorije koje su povijesno bile dio fizike sada su klasificirane kao dio matematike, poput geometrije, teorije vjerojatnosti i statistike. U vrijeme kada su ih smatrali fizikom, usredotočili su se na modeliranje dijelova svijeta koji se odnose na fiziku. U slučaju geometrije to su bili oblici u svemiru, a u slučaju teorije vjerojatnosti i statistike to je bila sustavna procjena neizvjesnih događaja u fizičkoj stvarnosti. Ove izvorno fizikalne teorije danas su poprimile svoje najapstraktnije oblike i lako se primjenjuju u drugim područjima znanosti, uključujući i ljudske znanosti, jer se smatraju matematikom, a ne fizikom. (Još jednostavniji primjer kako je teorija matematike primjenjiva u svim domenama znanja je teorija brojeva. Svi se slažemo da se brojanje, kao i zbrajanje, oduzimanje i slično, može obaviti neovisno o prirodi predmeta koji se broji .)

U tom sam smislu počeo razmišljati koristeći matematičke strukture koje dolaze iz kvantne mehanike da bih izgradio kontekstualnu teoriju pojmova, ne pridajući im fizičko značenje koje im se pripisuje kada se primjenjuju na mikrosvijet. Uzbuđeno sam rekao svom doktorskom savjetniku Diederiku Aertsu o ovoj ideji. Već je upotrijebio generalizacije kvantne mehanike da bi opisao paradoks lažljivca (npr. Kako vam se, kad čitate rečenicu poput „Ova je rečenica lažna“, um prebacuje naprijed-natrag između „istinito“ i „nije točno“). Da postoji netko tko bi mogao cijeniti ideju primjene kvantnih struktura na koncepte, zasigurno bi to bio on. Kad sam mu rekao, međutim, rekao je da ono što pokušavam učiniti iz tehničkih razloga neće uspjeti.

Međutim, nisam mogao dati ideju. Intuitivno se osjećao ispravno. Ispostavilo se, nije mogao ni moj savjetnik. Oboje smo stalno razmišljali o tome. I u narednim mjesecima počelo je izgledati kao da smo oboje bili u pravu. Odnosno, matematički pristup koji sam predložio bio je pogrešan, ali temeljna ideja je bila ispravna, ili je barem postojao način da se to učini.

Sada, više od deset godina kasnije, postoji zajednica ljudi koja radi na ovoj i drugim srodnim primjenama kvantne mehanike na način na koji um rukuje riječima, konceptima i odlučivanjem, posebno izdanje 'Journal of Mathematical Psychology' posvećeno temu, i godišnja konferencija "Kvantna interakcija" koja se održava na mjestima poput Oxforda i Stanforda. O tome je čak bio i simpozij na Godišnjem sastanku Društva kognitivnih znanosti 2011. godine. Nije uobičajena grana psihologije, ali nije onako 'rubna' kao nekada.

U drugom postu raspravljat ću o neobičnoj novoj 'neklasičnoj' matematici koja je razvijena da bi opisala ponašanje kvantnih čestica i kako se primijenila na opis pojmova i kako one djeluju u našem umu. Nastavit će se.....