Та сама фундаментальна платформа, яка дозволяє кішці Шредінгера бути і живою, і мертвою, а також означає, що дві частинки можуть "говорити один з одним" навіть на відстані галактики, може допомогти пояснити, можливо, найзагадковіші явища: поведінку людини.
Квантова фізика та психологія людини можуть здатися абсолютно не пов'язаними, але деякі вчені вважають, що ці дві галузі перетинаються цікавими способами. Обидві дисципліни намагаються передбачити, як недобросовісні системи можуть вести себе в майбутньому. Різниця полягає в тому, що одне поле має на меті зрозуміти фундаментальну природу фізичних частинок, а інше намагається пояснити людські природа - разом із притаманними їй помилками.
"Вчені-когнітиви виявили, що існує багато" ірраціональної "поведінки людини", - сказав біоафізик і нейрознавець Сяочу Чжан з Університету науки і технологій Китаю в Хефеї. Класичні теорії прийняття рішень намагаються передбачити, який вибір буде робити людина за певними параметрами, але помилкові люди не завжди поводяться так, як очікувалося. Недавні дослідження свідчать про те, що ці логічні пропуски "можуть бути добре пояснені квантовою теорією ймовірності", сказав Чжан.
Чжан виступає серед прихильників так званого квантового пізнання. У новому дослідженні, опублікованому 20 січня у журналі Nature Human Behavior, він та його колеги дослідили, як поняття, запозичені з квантової механіки, можуть допомогти психологам краще передбачити прийняття рішень у людини. Записуючи, які рішення люди приймали на відому психологічну задачу, команда також контролювала мозкову діяльність учасників. Сканування виділили конкретні області мозку, які можуть бути залучені до квантово-подібних процесів мислення.
Дослідження є "першим, хто підтримав ідею квантового пізнання на нейронному рівні", - сказав Чжан.
Класно - тепер що це насправді означає?
Невизначеність
Квантова механіка описує поведінку крихітних частинок, що складають всю матерію у Всесвіті, а саме атоми та їх субатомні компоненти. Одне центральне положення теорії говорить про велику невизначеність у цьому дуже малому світі, чогось не можна побачити на великих масштабах. Наприклад, у великому світі можна знати, де поїзд курсує і наскільки швидко він їде, і з огляду на ці дані, можна було б передбачити, коли цей поїзд повинен прибути на наступній станції.
Тепер поміняйте потяг на електрон, і ваша прогнозована сила зникає - ви не можете точно знати місце і імпульс даного електрона, але ви можете розрахувати ймовірність того, що частинка може з’явитися в певному місці, подорожуючи в конкретна ставка. Таким чином, ви можете отримати туманне уявлення про те, що може бути електрон.
Так само, як невизначеність пронизує субатомний світ, вона також проникає в наш процес прийняття рішень, чи ми обговорюємо, яку нову серію випивати, чи віддати свій голос на президентських виборах. Ось де потрапляє квантова механіка. На відміну від класичних теорій прийняття рішень, квантовий світ дає можливість певній мірі… невизначеності.
Теорії класичної психології спираються на думку про те, що люди приймають рішення з метою максимальної «винагороди» та мінімізації «покарань» - іншими словами, для того, щоб їх дії призвели до більш позитивних результатів, ніж негативних наслідків. Ця логіка, відома як "навчання підкріплення", узгоджується з павлонським умовою, коли люди вчаться прогнозувати наслідки своїх дій на основі минулого досвіду, згідно з доповіддю 2009 року в "Журналі математичної психології".
Якщо б справді обмежена цією рамкою, люди послідовно зважували б об'єктивні значення двох варіантів, перш ніж обирати між ними. Але насправді люди не завжди так працюють; їхні суб'єктивні почуття щодо ситуації підривають їх здатність приймати об’єктивні рішення.
Голівки та хвости (одночасно)
Розглянемо приклад:
Уявіть, що ви робите ставки на те, чи підкинута монета приземлиться на голови чи хвости. Heads отримує 200 доларів, хвости коштують вам 100 доларів, а ви можете кинути монету двічі. Якщо розміститись у цьому сценарії, більшість людей обирають взяти ставку двічі незалежно від того, чи призведе початковий кидок до виграшу чи програшу, згідно з дослідженням, опублікованим у 1992 році в журналі Cognitive Psychology. Імовірно, переможці роблять ставку вдруге, тому що вони готові заробляти гроші, незважаючи ні на що, тоді як програючі роблять ставку в спробі відновити свої втрати, а потім і деякі. Однак, якщо гравцям заборонено знати результат перевертання першої монети, вони рідко роблять другу азартну гру.
Коли відомо, перший фліп не змінює вибір, який слід, але коли невідомо, це має все значення. Цей парадокс не входить у рамки класичного підкріплення навчання, що передбачає, що об'єктивний вибір повинен бути завжди однаковим. Навпаки, квантова механіка враховує невизначеність і фактично прогнозує цей дивний результат.
"Можна сказати, що" квантово-орієнтована "модель прийняття рішень по суті стосується використання квантової ймовірності в області пізнання", Еммануель Хейвен та Андрій Хренніков, співавтори підручника "Квантова суспільна наука" (Кембридж University Press, 2013), повідомив Live Science в електронному листі.
Так само, як певний електрон може бути тут чи там у певний момент, квантова механіка передбачає, що перше кидання монети одночасно призвело і до виграшу, і до втрати. (Іншими словами, в знаменитому експерименті на думку, кіт Шредінгера є і живим, і мертвим.) Хоча потрапляє в цей неоднозначний стан, відомий як "суперпозиція", остаточний вибір індивіда невідомий і непередбачуваний. Квантова механіка також визнає, що вірування людей щодо результату того чи іншого рішення - буде це добре чи погано - часто відображають те, чим закінчується їх остаточний вибір. Таким чином, переконання людей взаємодіють або стають «заплутаними» своїми можливими діями.
Субатомні частинки також можуть заплутуватися і впливати на поведінку один одного, навіть якщо вони розділені великими відстанями. Наприклад, вимірювання поведінки частинки, розташованої в Японії, змінило б поведінку її заплутаного партнера у Сполучених Штатах. У психології аналогічну аналогію можна провести між віруваннями та поведінкою. "Саме ця взаємодія," або стан заплутаності ", впливає на результат вимірювання", - сказали Гевен та Хренніков. Результат вимірювання в цьому випадку стосується остаточного вибору, який робить людина. "Це можна точно сформулювати за допомогою квантової ймовірності".
Вчені можуть математично моделювати цей заплутаний стан суперпозиції - у якому дві частинки впливають одна на одну, навіть якщо вони розділені великою відстані - як це продемонстровано у доповіді 2007 року, опублікованій Асоціацією просування штучного інтелекту. І що примітно, остаточна формула точно пророкує парадоксальний результат парадигми метання монети. "Проміжок логіки можна краще пояснити, використовуючи квантово-орієнтований підхід", - зазначили Гевен та Хренніков.
Ставки на квантові
У своєму новому дослідженні Чжан та його колеги запропонували дві квантові моделі прийняття рішень проти 12 класичних моделей психології, щоб побачити, яка найкраще прогнозує поведінку людини під час психологічного завдання. Експеримент, відомий як завдання з азартних ігор в Айові, призначений для оцінки здатності людей вчитися на помилках та коригувати стратегію прийняття рішень у часі.
У завданні учасники малюють з чотирьох колод карт. Кожна карта або заробляє гравця грошей, або коштує їм грошей, а мета гри - заробити якомога більше грошей. Улов полягає в тому, як складена кожна колода карт. Малюнок з однієї колоди може заробити гравцеві великі суми грошей за короткий термін, але це обійдеться їм набагато більше грошей до кінця гри. Інші колоди доставляють менші суми грошей у короткостроковій перспективі, але менше штрафу в цілому. Завдяки грі в грі переможці вчаться в основному черпати з «повільних і стійких» колод, а невдахи черпають з колод, які заробляють на них швидкі гроші та круті штрафи.
Історично склалося, що люди, які страждають на наркоманію чи пошкодження мозку, виконуються в азартних іграх в Айові гірше, ніж здорові учасники, що говорить про те, що їх стан якимось чином погіршує здібності до прийняття рішень, як було підкреслено у дослідженні, опублікованому в 2014 році в журналі «Прикладна нейропсихологія: дитина». Ця закономірність справдилася в експерименті Чжан, який включав близько 60 здорових учасників і 40, які були залежними від нікотину.
Дві квантові моделі зробили аналогічні прогнози найбільш точними серед класичних моделей, відзначили автори. "Хоча моделі не в переважній мірі перевершують ... слід пам'ятати, що рамки ще знаходяться в зародковому стані і, безперечно, заслуговують на додаткові дослідження", - додали вони.
Щоб підкріпити цінність їх дослідження, команда провела сканування мозку кожного учасника, коли вони виконували завдання з азартних ігор в Айові. Роблячи це, автори намагалися зазирнути до того, що відбувається всередині мозку, коли учасники дізнавались і коригували свою стратегію гри. Результати, згенеровані квантовою моделлю, передбачили, як буде розгортатися цей процес навчання, і, таким чином, автори теоретизували, що гарячі точки мозкової діяльності можуть якимось чином співвідноситися з прогнозами моделей.
Сканування виявили ряд активних ділянок мозку у здорових учасників під час гри, включаючи активацію кількох великих складок у лобовій частці, яка, як відомо, бере участь у прийнятті рішень. Однак у групі куріння жодна точка зору мозкової активності не здавалася прив'язаною до прогнозів, зроблених квантовою моделлю. Оскільки модель відображає здатність учасників вчитися на помилках, результати можуть ілюструвати порушення прийняття рішень у групі куріння, зауважили автори.
Однак "подальше дослідження є гарантованим", щоб визначити, що ці відмінності мозкової діяльності справді відображають у курців та некурящих, додали вони. "Зв'язок квантово-подібних моделей з нейрофізіологічними процесами в мозку ... є дуже складною проблемою", - сказали Хейвен та Хренніков. "Це дослідження має велике значення як перший крок до його вирішення".
Моделі класичного підкріплення навчання показали "великий успіх" у дослідженнях емоцій, психічних розладів, соціальної поведінки, вільної волі та багатьох інших когнітивних функцій, сказав Чжан. "Ми сподіваємось, що вивчення квантового підкріплення також проливе світло, надаючи унікальну інформацію".
З часом, можливо, квантова механіка допоможе пояснити поширені вади людської логіки, а також те, як ця помилковість проявляється на рівні окремих нейронів.
