Sama perusta, joka antaa Schrödingerin kissalle olla sekä elossa että kuolleena ja tarkoittaa myös sitä, että kaksi hiukkasta voi "puhua toisilleen" jopa galaksin etäisyydellä, voisi auttaa selittämään ehkä salaperäisimmät ilmiöt: ihmisen käyttäytymisen.
Kvantfysiikka ja ihmisen psykologia saattavat tuntua täysin riippumattomilta, mutta joidenkin tutkijoiden mielestä nämä kaksi kenttää ovat päällekkäin mielenkiintoisella tavalla. Molemmat tieteenalat yrittävät ennakoida, kuinka väärinkäyttöiset järjestelmät saattavat toimia tulevaisuudessa. Ero on siinä, että yhdellä kentällä pyritään ymmärtämään fyysisten hiukkasten perustavaa laatua, kun taas toisella yritetään selittää ihmisen luonto - luontaisine virheineen.
"Kognitiiviset tutkijat havaitsivat, että ihmisillä on monia" irrationaalisia "käyttäytymismalleja", Kiinan tiede- ja tekniikkayliopiston biofyysikko ja neurotieteilijä Xiaochu Zhang kertoi Live Sciencelle sähköpostissa. Klassisen päätöksenteon teoriat pyrkivät ennustamaan, minkä valinnan henkilö tekee tietyillä parametreilla, mutta törkeät ihmiset eivät aina käyttäytyy odotetusti. Viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että nämä logiikan epäonnistumiset "voidaan selittää kvantti todennäköisyystoteorialla", Zhang sanoi.
Zhang on nk. Kvanttunnistuksen kannattajien joukossa. Uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin 20. tammikuuta lehdessä Nature Human Behavior, hän selvitti kollegoineen, kuinka kvantmekaniikasta lainatut käsitteet voivat auttaa psykologia paremmin ennustamaan ihmisen päätöksentekoa. Tallennettaessa mitä päätöksiä ihmiset tekivät tunnetusta psykologiatehtävästä, ryhmä seurasi myös osallistujien aivojen toimintaa. Seulonnut korostivat tiettyjä aivoalueita, jotka saattavat olla mukana kvanttimaisissa ajatteluprosesseissa.
Tutkimus on "ensimmäinen, joka tukee ajatusta kvanttitunnistuksesta hermoston tasolla", Zhang sanoi.
Hienoa - mitä se oikeastaan tarkoittaa?
Epävarmuus
Kvanttimekaniikka kuvaa niiden pienten hiukkasten käyttäytymistä, jotka muodostavat kaiken universumin aineen, nimittäin atomien ja niiden alaatomisten komponenttien. Yksi teorian keskeisistä teemoista viittaa suureen epävarmuuteen tässä pienessä maailmassa, jota ei ole nähty suuremmassa mittakaavassa. Esimerkiksi suuressa maailmassa voidaan tietää, missä juna on reitillä ja kuinka nopeasti se kulkee, ja näiden tietojen perusteella voitaisiin ennustaa, milloin junan tulisi saapua seuraavaan asemaan.
Vaihda nyt juna elektroniksi, ja ennustava voimasi katoaa - et voi tietää tietyn elektronin tarkkaa sijaintia ja vauhtia, mutta voit laskea todennäköisyyden, että hiukkanen saattaa ilmestyä tietyssä pisteessä matkustaessa tietty määrä. Tällä tavoin voisit saada utuisen kuvan siitä, mihin elektroni voi olla.
Aivan kuten epävarmuus läpäisee subatomisen maailman, se tunkeutuu myös päätöksentekoprosessiimme, keskustelemmepa sitten siitä, mitkä uudet sarjat mieluummin katsotko vai äänestämmekö presidentinvaaleissa. Tässä on kvantimekaniikan sisäänpääsy. Toisin kuin klassiset päätöksenteon teoriat, kvantimaailma antaa tilaa tietynlaiselle… epävarmuudelle.
Klassisen psykologian teoriat perustuvat ajatukseen, että ihmiset tekevät päätöksiä maksimoidakseen "palkkiot" ja minimoidaksesi "rangaistukset" - toisin sanoen varmistaakseen, että heidän toimintansa johtavat positiivisempiin tuloksiin kuin kielteisiin seurauksiin. Tämä logiikka, joka tunnetaan nimellä "vahvistusoppiminen", on linjassa Pavlonian harjoittamisen kanssa, jossa ihmiset oppivat ennustamaan toimiensa seuraukset aikaisempien kokemusten perusteella, vuoden 2009 raportin mukaan Journal of Mathematical Psychology.
Jos tämä kehys todella rajoittaa sitä, ihmiset punnitsevat johdonmukaisesti kahden vaihtoehdon objektiiviset arvot ennen niiden valitsemista. Mutta todellisuudessa ihmiset eivät aina toimi tällä tavalla; heidän subjektiiviset tunteensa tilanteesta heikentävät heidän kykyä tehdä objektiivisia päätöksiä.
Päät ja hännät (samaan aikaan)
Mieti esimerkkiä:
Kuvittele, että teet vetoja siitä, laskeutuuko heitetty kolikko päähän tai hännään. Heads saa sinulle 200 dollaria, hännät maksaa sinulle 100 dollaria, ja voit heittää kolikon kahdesti. Tähän skenaarioon sijoitettuna suurin osa ihmisistä päättää vedonlyönnistä kahdesti riippumatta siitä, johtaako ensimmäinen heittäminen voittoon vai tappioon, selviää tutkimuksen, joka julkaistiin vuonna 1992 lehdessä Cognitive Psychology. Luultavasti voittajat panostavat toisen kerran, koska heillä on mahdollisuus saada rahaa riippumatta siitä, miten häviäjät panostavat yrittäessään periä tappiot ja sitten jotkut. Jos pelaajat eivät kuitenkaan saa tietää ensimmäisen kolikon tulosta, he tekevät harvoin toisen pelaamiseen.
Ensimmäinen läppä ei tiedä seuraavaa valintaa, mutta kun se on tuntematon, se tekee kaiken. Tämä paradoksi ei sovi klassisen vahvistamisen oppimiseen, joka ennustaa, että objektiivisen valinnan tulee olla aina sama. Kvanttimekaniikka sitä vastoin ottaa epävarmuuden huomioon ja itse asiassa ennustaa tämän outon tuloksen.
"Voitaisiin sanoa, että" kvanttipohjainen "päätöksenteomalli viittaa pääasiassa kvantti todennäköisyyden käyttöön kognitiossa", "Emmanuel Haven ja Andrei Khrennikov," Quantum Social Science "(Cambridge) -kirjakirjan tekijät University Press, 2013), kertoi Live Sciencelle sähköpostitse.
Aivan kuten tietty elektroni saattaa olla täällä tai siellä tiettynä hetkenä, kvanttimekaniikka olettaa, että ensimmäisen kolikon heittäminen johti samanaikaisesti sekä voittoon että tappioon. (Toisin sanoen, kuuluisassa ajattelukokeessa Schrödingerin kissa on sekä elossa että kuollut.) Yksilön lopullinen valinta on tuntematon ja arvaamaton, vaikka hän on kiinni tässä epäselvässä tilassa, joka tunnetaan nimellä "superpositio". Kvanttimekaniikka myöntää myös, että ihmisten uskomukset tietyn päätöksen tuloksesta - onko se hyvä vai huono - heijastavat usein sitä, mikä heidän lopullisen valintansa päätyy. Tällä tavalla ihmisten uskomukset ovat vuorovaikutuksessa tai "takertuneet" heidän mahdollisten toimiensa kanssa.
Subatomiset hiukkaset voivat myös takertua toisiinsa ja vaikuttaa toistensa käyttäytymiseen, vaikka ne olisivatkin etäisyyksien päässä toisistaan. Esimerkiksi Japanissa sijaitsevan hiukkasen käyttäytymisen mittaaminen muuttaisi sen takertuneen kumppanin käyttäytymistä Yhdysvalloissa. Psykologiassa samanlainen analogia voidaan vetää uskomusten ja käyttäytymisen välillä. "Juuri tämä vuorovaikutus" tai takertumisen tila "vaikuttaa mittaustulokseen", Haven ja Khrennikov sanoivat. Mittaustulos tarkoittaa tässä tapauksessa yksilön tekemää lopullista valintaa. "Tämä voidaan muotoilla tarkasti kvanttodennäköisyyden avulla."
Tutkijat voivat matemaattisesti mallintaa tätä juuttunutta superpositiotilaa - jossa kaksi hiukkasta vaikuttavat toisiinsa, vaikka ne olisivatkin erotettu toisistaan suurella etäisyydellä - kuten osoitettiin keinotekoisen älykkyyden edistämisen järjestön julkaisemassa vuoden 2007 raportissa. Ja huomattavaa, että lopullinen kaava ennustaa tarkasti kolikonheiton paradigman paradoksaalisen lopputuloksen. "Looginen raukeaminen voidaan selittää paremmin kvanttipohjaisella lähestymistavalla", Haven ja Khrennikov totesivat.
Vedonlyönti kvantista
Uudessa tutkimuksessaan Zhang ja hänen kollegansa pitivät kaksi kvanttipohjaista päätöksentekomallia 12 klassista psykologiamallia vastaan nähdäkseen, mikä ennakoi parhaiten ihmisen käyttäytymistä psykologisen tehtävän aikana. Iowa Gambling Task -niminen kokeilu on tarkoitettu arvioimaan ihmisten kykyä oppia virheistä ja mukauttaa päätöksentekostrategiaaan ajan myötä.
Tehtävässä osallistujat piirtävät neljästä korttipakasta. Jokainen kortti joko ansaitsee pelaajan rahaa tai maksaa hänelle rahaa, ja pelin tarkoituksena on ansaita niin paljon rahaa kuin mahdollista. Saalis on siinä, kuinka jokainen korttipakka on pinottu. Yhdeltä kannelta piirtäminen voi ansaita pelaajalle lyhyellä aikavälillä suuria rahasummia, mutta se maksaa pelaajille huomattavasti enemmän rahaa pelin loppuun mennessä. Muut kannet toimittavat lyhyellä aikavälillä pienempiä rahasummia, mutta vähemmän rangaistuksia. Pelipeleissä voittajat oppivat piirtämään pääasiassa "hitaista ja tasaisista" kansista, kun taas häviäjät piirtävät kansista, jotka ansaitsevat heille nopeita rahaa ja jyrkkiä rangaistuksia.
Historiallisesti niillä, joilla on huumeiden väärinkäyttäjiä tai aivovaurioita, suoritetaan Iowan uhkapelitehtävissä huonommin kuin terveillä osallistujilla, mikä viittaa siihen, että heidän tilansa heikentää jotenkin päätöksentekokykyä, kuten korostettiin tutkimuksessa, joka julkaistiin vuonna 2014 lehdessä Applied Neuropsychology: Child. Tämä malli piti paikkansa Zhangin kokeessa, joka sisälsi noin 60 tervettä osallistujaa ja 40 nikotiiniriippuvaista.
Kirjailijat huomauttivat, että kaksi kvantimallia tekivät samanlaisia ennusteita kuin tarkimpiin klassisten mallien joukossa. "Vaikka mallit eivät ylittäneet ylivoimaisesti…, pitäisi olla tietoinen siitä, että kehys on vasta alkuvaiheessa ja ansaitsee epäilemättä lisätutkimuksia", he lisäsivät.
Vahvistaakseen tutkimuksen arvoa, joukkue otti kunkin osallistujan aivotutkimukset suoritettuaan Iowan uhkapelitehtävän. Näin toimiessaan tekijät yrittivät kurkistaa aivojen sisällä tapahtuvaa, kun osallistujat oppivat ja mukauttivat pelistrategiaansa ajan myötä. Kvantumallin tuottamat tulokset ennustivat tämän oppimisprosessin etenemistä, ja siten tekijät teorioivat, että aivojen toiminnan kuormitukset voisivat jollain tavalla korreloida mallien ennusteiden kanssa.
Skannaukset paljastivat terveillä osallistujilla useita aktiivisten aivojen alueita pelin aikana, mukaan lukien useiden suurten laskosten aktivoiminen eturintamassa, joiden tiedetään osallistuvan päätöksentekoon. Tupakointiryhmässä ei kuitenkaan aivojen toiminnan kuormituksia näyttänyt olevan sidoksissa kvantimallin tekemiin ennusteisiin. Koska malli heijastaa osallistujien kykyä oppia virheistä, tulokset voivat havainnollistaa päätöksentekohäiriöitä tupakointiryhmässä, kirjoittajat huomauttivat.
He kuitenkin lisäsivät "lisätutkimuksia", jotta voidaan määrittää, mitkä nämä aivojen aktiivisuuserot todella heijastavat tupakoitsijoita ja tupakoimattomia. "Kvanttimallien kytkeminen aivojen neurofysiologisiin prosesseihin on erittäin monimutkainen ongelma", Haven ja Khrennikov sanoivat. "Tämä tutkimus on erittäin tärkeä, koska se on ensimmäinen askel kohti ratkaisua."
Klassisen vahvistusoppimallit ovat osoittaneet "suurta menestystä" tunne-, psykiatristen häiriöiden, sosiaalisen käyttäytymisen, vapaan tahdon ja monien muiden kognitiivisten toimintojen tutkimuksissa, Zhang sanoi. "Toivomme, että myös kvanttivahvistusoppiminen valaisee ja tarjoaa ainutlaatuisia oivalluksia."
Ehkä kvanttimekaniikka auttaa ajan myötä selittämään ihmisläheisyyden logiikan leviäviä virheitä, samoin kuin kuinka tämä epäonnistuvuus ilmenee yksittäisten hermosolujen tasolla.
