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 liječenju', pa čak i o 'kvantnom golfu'. Ali kvantna mehanika opisuje stvari u mikrosvijetu subatomskih čestica, zar ne? Kakva je korist primijeniti ga na makroskopske stvari poput računara i golfa, a kamoli na psihološke stvari poput misli, osjećaja i ideja?

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

Efekat posmatrača u fizici

Ne znam o 'kvantnom liječenju' ili 'kvantnom golfu', ali počeo sam razmišljati o mogućoj vezi između kvantne teorije i načina na koji ljudi koriste koncepte 1998. godine kada sam razgovarao sa studentom fizike u jednom interdisciplinarnom istraživačkom centru u Belgiji. Učenik, Franky, pričao mi je o nekim paradoksima koji su inspirirali kvantnu mehaniku. Jedan paradoks je efekat posmatrača: ne možemo ništa znati o kvantnoj čestici bez njenog mjerenja, ali kvantne čestice su toliko osjetljive da svako mjerenje koje bismo mogli izvršiti neizbježno promijeni stanje čestice, dapače općenito je potpuno uništava!

Efekat zapleta u fizici

Drugi paradoks je da kvantne čestice mogu stupiti u interakciju na tako dubok način da izgube individualni identitet i ponašaju se kao jedno. Štaviše, interakcija rezultira novim entitetom sa svojstvima različitim od bilo kojeg od njegovih sastavnih dijelova. Kada se to dogodi, nije moguće izvršiti mjerenje jednog bez utjecaja na drugo, i obrnuto. Morala se razviti potpuno nova vrsta matematike koja bi se bavila ovom vrstom spajanja ili zapletanje, kako se zove. Ovaj drugi paradoks - preplitanje - može biti duboko povezan s prvim paradoksom - efektom posmatrača - u smislu da kada posmatrač izvrši mjerenje, posmatrač i posmatrano mogu postati isprepleteni sistem.

Koncepti

Napomenuo sam Frankyju da se slični paradoksi javljaju u pogledu opisa pojmova. Općenito se smatra da su koncepti ono što nam omogućava da situacije tumačimo u smislu prethodnih situacija za koje smatramo da su slične sadašnjim. Mogu biti konkretni, poput STOLICE, ili apstraktni, poput LJEPOTE. Tradicionalno se na njih gledalo kao na unutrašnje strukture koje predstavljaju klasu entiteta u svijetu. Međutim, sve se češće smatra da nemaju fiksnu reprezentativnu strukturu, na njihovu strukturu dinamički utječu konteksti u kojima nastaju.

Na primjer, koncept BABY može se primijeniti na pravu ljudsku bebu, lutku napravljenu od plastike ili malu figuru u obliku štapića oslikanu glazurom na torti. Tekstopisac bi o BABY -u mogao razmišljati u kontekstu potrebe za riječju koja se možda rimuje. I tako dalje. Dok se u prošlosti smatralo da je primarna funkcija pojmova identifikacija predmeta kao primjera određene klase, sve se češće na njih gleda ne samo da identificiraju, već i aktivno sudjeluju u stvaranju značenja. Na primjer, ako se neki mali ključ naziva BEBIJI KLJUČ, ne pokušavate identificirati ključ kao primjerak BEBE, niti identificirati bebu kao primjerak KLJUČA. Stoga koncepti rade nešto suptilnije i složenije od internog predstavljanja stvari u vanjskom svijetu.

Što je to „nešto više“ i kako funkcionira možda bi mogao biti najvažniji zadatak s kojim se psihologija danas suočava; od vitalnog je značaja za razumijevanje prilagodljivosti i kompozicijnosti ljudske misli. Od vitalnog je značaja, na primjer, razumjeti kako se slike, filmovi ili odlomci teksta spajaju kako bi za nas imali značenje koje nije samo zbir njihovih riječi ili drugih kompozicijskih elemenata.

Da biste shvatili ovo "nešto više" potrebna je matematička teorija pojmova. Psiholozi su decenijama pokušavali razviti matematičku teoriju pojmova. Iako su prilično dobro došli do teorija koje bi mogle opisati i predvidjeti kako se ljudi nose s pojedinačnim, izoliranim konceptima, nisu uspjeli doći do teorije koja bi mogla opisati i predvidjeti kako se ljudi nose s kombinacijama ili interakcijama među pojmovima, ili čak i teoriju koja bi mogla opisati kako se njihova značenja fleksibilno mijenjaju kada se pojave u različitim kontekstima. A fenomeni koji su otežavali stvaranje matematičke teorije pojmova vrlo podsjećaju na pojave koje su otežavale stvaranje teorije koja bi mogla opisati ponašanje kvantnih čestica!

Efekat posmatrača za koncepte

U središtu paradoksa i kvantne mehanike i koncepata je učinak kontekstu . U kvantnoj mehanici postoji pojam a osnovno stanje, stanje u kojem se čestica nalazi kada nije u interakciji s bilo kojom drugom česticom, tj. kada na nju ne utiče nikakav kontekst. Ovo je stanje maksimuma potencijalnost jer ima mogućnost očitovanja mnoštva različitih načina s obzirom na različite kontekste s kojima bi mogao stupiti u interakciju. U trenutku kada čestica počne napuštati osnovno stanje i potpadati pod utjecaj mjerenja, ona zamjenjuje dio te mogućnosti za stvarnost; izvršeno je njegovo mjerenje i neki aspekti su bolje razumljivi. Slično, kada ne razmišljate o konceptu, poput koncepta TABELA prije minute, on je možda postojao u vašem umu u stanju punog potencijala. U tom trenutku, koncept TABELA mogao bi se primijeniti na KITCENSKI STOL, BAZENSKI STOL, ili čak na MULTIPLIKACIJSKU TABLU. Ali prije nekoliko sekundi, čim ste pročitali riječ TABELA, to je došlo pod utjecaj konteksta čitanja ovog članka. Kada ste pročitali kombinaciju koncepta POOL TABLE, neki aspekti potencijala TABLE -a postali su udaljeniji (kao što je njegov potencijal da drži hranu), dok su drugi postali konkretniji (kao što je njegov potencijal da drži kotrljajuće loptice). Svaki određeni kontekst oživljava neke aspekte potencijalnog potencijala, dok zakopava druge aspekte.

Dakle, koliko svojstva kvantnog entiteta nemaju određene vrijednosti, osim u kontekstu mjerenja, značajke ili svojstva koncepta nemaju definitivnu primjenu osim u kontekstu određene situacije. U kvantnoj mehanici mjerenje utiče na stanja i svojstva kvantnog entiteta na sistematičan i matematički dobro modelovan način. Slično, kontekst u kojem se koncept doživljava neizbježno boji kako se taj koncept doživljava. Moglo bi se ovo nazvati efektom posmatrača za koncepte.

Prepletanje pojmova

Ne samo da postoji 'učinak promatrača' za koncepte, već postoji i 'učinak upletanja'. Da biste to objasnili, razmislite o konceptu OTOK. Da je ikada postojala identifikacijska ili definirajuća značajka koncepta, to bi bilo obilježje 'okruženo vodom' za koncept OTOK. Sigurno da je „okružen vodom“ ključno za ono što znači biti ostrvo, zar ne? Ali jednog dana sam slučajno primijetio da cijelo vrijeme govorimo "kuhinjsko ostrvo" bez ikakvog očekivanja da je stvar na koju mislimo okružena vodom (zaista bi bilo uznemirujuće ako bili okruženi vodom!) Kad se KITEN i OTOK spoje zajedno, oni pokazuju svojstva koja se ne mogu predvidjeti na osnovu svojstava kuhinja ili svojstava otoka. Kombinuju se i postaju jedinstvena jedinica značenja koja je veća od one sastavnih pojmova. Ova kombinacija pojmova na nove i neočekivane načine ključna je za ljudsku inteligenciju i srce je kreativnog procesa, te se može smatrati problemom preplitanja koncepata.

Možda se čini jezivim primijeniti kvantnu mehaniku na nešto poput koncepata, viđeno u povijesnom kontekstu, to 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 se smatrali fizikom, fokusirali su se na modeliranje dijelova svijeta koji se odnose na fiziku. U slučaju geometrije to su bili oblici u prostoru, a u slučaju teorije vjerojatnosti i statistike ovo je bila sistematska procjena neizvjesnih događaja u fizičkoj stvarnosti. Ove izvorno fizičke teorije sada su dobile svoje najapstraktnije oblike i spremno se primjenjuju u drugim područjima znanosti, uključujući humanističke znanosti, budući da se smatraju matematikom, a ne fizikom. (Još jednostavniji primjer kako je matematička teorija primjenjiva u svim područjima znanja je teorija brojeva. Svi se slažemo da se brojanje, kao i sabiranje, oduzimanje i tako dalje, može obaviti neovisno o prirodi brojanog predmeta .)

U tom smislu sam počeo razmišljati koristeći matematičke strukture koje dolaze iz kvantne mehanike za izgradnju kontekstualne teorije pojmova, bez dodavanja fizičkog značenja koje im se pripisuje primjenom na mikrosvijetu. Uzbuđeno sam rekao svom doktorskom savjetniku Diederiku Aertsu o ovoj ideji. On je već koristio generalizacije kvantne mehanike da opiše paradoks lažljivca (na primjer, kako kada čitate rečenicu poput 'Ova rečenica je lažna', vaš se um prebacuje naprijed -natrag između 'istinito' i 'nije istina'). Da postoji netko tko bi mogao cijeniti ideju primjene kvantnih struktura na koncepte, to bi sigurno bio on. Međutim, kad sam mu rekao, rekao je da iz tehničkih razloga ono što pokušavam učiniti neće uspjeti.

Međutim, nisam mogao odustati od te ideje. Intuitivno se osjećao ispravno. Ispostavilo se da to nije mogao učiniti 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 desetljeća kasnije, postoji zajednica ljudi koja radi na ovoj i drugim srodnim primjenama kvantne mehanike o tome kako um postupa s riječima, pojmovima i odlučivanjem, posebno izdanje časopisa „Journal of Mathematical Psychology“ posvećeno temu, te godišnju konferenciju o kvantnoj interakciji koja se održava na mjestima poput Oxforda i Stanforda. O tome je čak bio i simpozij na godišnjem sastanku Društva kognitivnih nauka 2011. godine. To nije glavna grana psihologije, ali nije tako rubna kao što je nekad bila.

U drugom postu ću raspravljati o čudnoj novoj „neklasičnoj“ matematici koja je razvijena za opisivanje ponašanja kvantnih čestica i kako je primijenjena na opis pojmova i kako oni međusobno djeluju u našim umovima. Nastavlja se.....