การรับรู้ควอนตัมคืออะไร? ทฤษฎีฟิสิกส์สามารถทำนายพฤติกรรมของมนุษย์ได้

แพลตฟอร์มพื้นฐานเดียวกันที่อนุญาตให้แมวของSchrödingerมีทั้งที่มีชีวิตและตายและยังหมายถึงอนุภาคสองอนุภาคที่สามารถ "พูดคุยกัน" แม้ในระยะทางของกาแลคซีอาจช่วยอธิบายปรากฏการณ์ลึกลับที่สุดได้นั่นคือพฤติกรรมของมนุษย์

ฟิสิกส์ควอนตัมและจิตวิทยามนุษย์อาจดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกันอย่างสมบูรณ์ แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าทั้งสองฟิลด์ทับซ้อนกันด้วยวิธีที่น่าสนใจ ทั้งสองสาขาพยายามที่จะทำนายว่าระบบที่ไม่ซื่อสัตย์อาจมีพฤติกรรมอย่างไรในอนาคต ความแตกต่างคือสนามหนึ่งมีเป้าหมายที่จะเข้าใจธรรมชาติพื้นฐานของอนุภาคทางกายภาพในขณะที่อีกสนามพยายามอธิบาย เป็นมนุษย์ ธรรมชาติ - พร้อมกับความล้มเหลวโดยธรรมชาติ

"นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความรู้ความเข้าใจพบว่ามีพฤติกรรมมนุษย์ 'ไม่มีเหตุผล' จำนวนมาก" เซียวชูจางนักชีวฟิสิกส์และนักประสาทวิทยาที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนในเหอเฟย์กล่าวในการบรรยายทางวิทยาศาสตร์ทางอีเมล์ ทฤษฎีคลาสสิกของความพยายามในการตัดสินใจที่จะทำนายสิ่งที่คนเลือกจะทำให้ได้รับพารามิเตอร์บางอย่าง แต่มนุษย์ที่หลงผิดไม่ได้ทำงานตามที่คาดไว้ การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ชี้ให้เห็นว่าการสูญเสียในตรรกะ "สามารถอธิบายได้ดีโดยทฤษฎีความน่าจะเป็นควอนตัม" จางกล่าว

จางยืนอยู่ท่ามกลางผู้สนับสนุนของการรับรู้ที่เรียกว่าควอนตัม ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 20 มกราคมในวารสาร Nature Human Behavior เขาและเพื่อนร่วมงานของเขาสำรวจว่าแนวคิดที่ยืมมาจากกลศาสตร์ควอนตัมสามารถช่วยนักจิตวิทยาให้ทำนายการตัดสินใจของมนุษย์ได้ดีขึ้น ในขณะที่บันทึกสิ่งที่ผู้คนตัดสินใจทำในงานจิตวิทยาที่มีชื่อเสียงทีมยังได้ตรวจสอบการทำงานของสมองของผู้เข้าร่วม การสแกนเน้นบริเวณสมองที่เฉพาะเจาะจงซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับกระบวนการคิดแบบควอนตัม

การศึกษาครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่สนับสนุนแนวคิดเรื่องการรับรู้ระดับควอนตัมในระดับประสาท

เจ๋ง - ตอนนี้มันหมายความว่าอะไร?

ความไม่แน่นอน

กลศาสตร์ควอนตัมอธิบายพฤติกรรมของอนุภาคเล็ก ๆ ที่ประกอบกันเป็นสสารในเอกภพคืออะตอมและส่วนประกอบของอะตอม ทฤษฎีสำคัญข้อหนึ่งของทฤษฎีแสดงให้เห็นถึงความไม่แน่นอนอย่างมากในโลกใบนี้ที่มีขนาดเล็กมากสิ่งที่ไม่ได้เห็นในระดับที่ใหญ่กว่านี้ ยกตัวอย่างเช่นในโลกใบใหญ่สามารถรู้ได้ว่ารถไฟกำลังเดินทางไปไหนและรวดเร็วแค่ไหนและมีข้อมูลนี้ใครสามารถทำนายได้ว่ารถไฟขบวนนั้นจะมาถึงสถานีต่อไปเมื่อใด

ทีนี้เปลี่ยนรถไฟสำหรับอิเล็กตรอนและพลังการทำนายของคุณหายไป - คุณไม่สามารถรู้ตำแหน่งและโมเมนตัมที่แน่นอนของอิเล็กตรอนที่กำหนดได้ แต่คุณสามารถคำนวณความน่าจะเป็นที่อนุภาคจะปรากฏในจุดหนึ่ง อัตราพิเศษ ด้วยวิธีนี้คุณจะได้ความคิดที่คลุมเครือเกี่ยวกับสิ่งที่อิเล็กตรอนจะทำ

เช่นเดียวกับความไม่แน่นอนที่แพร่กระจายไปทั่วโลกของ subatomic มันก็เข้าสู่กระบวนการตัดสินใจของเราไม่ว่าเราจะถกเถียงกันว่าซีรี่ส์ใหม่ใดที่จะคอยจับตาดูหรือลงคะแนนเสียงของเราในการเลือกตั้งประธานาธิบดี นี่คือสิ่งที่กลศาสตร์ควอนตัมเข้ามาซึ่งแตกต่างจากทฤษฎีคลาสสิกของการตัดสินใจโลกควอนตัมทำให้มีพื้นที่สำหรับ ... ความไม่แน่นอนระดับหนึ่ง

ทฤษฎีจิตวิทยาคลาสสิกวางอยู่บนความคิดที่ว่าผู้คนตัดสินใจเพื่อเพิ่ม "รางวัล" และลด "การลงโทษ" - กล่าวอีกนัยหนึ่งเพื่อให้แน่ใจว่าการกระทำของพวกเขาส่งผลให้เกิดผลลัพธ์ในเชิงบวกมากกว่าผลกระทบเชิงลบ ตรรกะนี้เรียกว่า "การเรียนรู้การเสริมแรง" นั้นสอดคล้องกับการควบคุมของ Pavlonian ซึ่งผู้คนเรียนรู้ที่จะทำนายผลที่ตามมาจากการกระทำของพวกเขาจากประสบการณ์ที่ผ่านมาตามรายงานปี 2009 ในวารสารจิตวิทยาคณิตศาสตร์

หากมีข้อ จำกัด อย่างแท้จริงจากกรอบการทำงานนี้มนุษย์จะทำการชั่งน้ำหนักค่าวัตถุประสงค์ของสองตัวเลือกอย่างต่อเนื่องก่อนที่จะเลือกระหว่างตัวเลือกเหล่านั้น แต่ในความเป็นจริงผู้คนไม่ได้ทำงานอย่างนั้นเสมอไป ความรู้สึกส่วนตัวของพวกเขาเกี่ยวกับสถานการณ์บ่อนทำลายความสามารถในการตัดสินใจอย่างมีวัตถุประสงค์

หัวและก้อย (ในเวลาเดียวกัน)

ลองพิจารณาตัวอย่าง:

ลองนึกภาพว่าคุณกำลังวางเดิมพันว่าเหรียญโยนลงบนหัวหรือก้อย เฮดได้รับคุณ $ 200 ก้อยคุณเสียค่าใช้จ่าย $ 100 และคุณสามารถเลือกที่จะโยนเหรียญสองครั้ง เมื่อวางไว้ในสถานการณ์นี้คนส่วนใหญ่เลือกที่จะเดิมพันสองครั้งโดยไม่คำนึงว่าการโยนครั้งแรกส่งผลให้ชนะหรือแพ้ตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 1992 ในวารสารจิตวิทยาความรู้ความเข้าใจ สันนิษฐานว่าผู้ชนะเดิมพันเป็นครั้งที่สองเพราะพวกเขายืนรับเงินไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นในขณะที่ผู้แพ้เดิมพันพยายามที่จะกู้คืนความสูญเสียของพวกเขาและจากนั้นบางส่วน อย่างไรก็ตามหากผู้เล่นไม่ได้รับอนุญาตให้รู้ผลของการโยนเหรียญครั้งแรกพวกเขาไม่ค่อยเล่นการพนันครั้งที่สอง

เมื่อรู้ว่าการพลิกครั้งแรกไม่ได้แกว่งตัวเลือกที่ตามมา แต่เมื่อไม่ทราบก็ทำให้เกิดความแตกต่างทั้งหมด ความขัดแย้งนี้ไม่เหมาะสมภายในกรอบของการเรียนรู้การเสริมแรงแบบดั้งเดิมซึ่งคาดการณ์ว่าการเลือกวัตถุประสงค์ควรจะเหมือนกันเสมอ ในทางตรงกันข้ามกลศาสตร์ควอนตัมคำนึงถึงความไม่แน่นอนและคาดการณ์ผลลัพธ์ที่แปลกจริงนี้

"ใครสามารถพูดได้ว่ารูปแบบการตัดสินใจแบบอิงควอนตัมหมายถึงการใช้ความน่าจะเป็นควอนตัมในด้านความรู้ความเข้าใจ" Emmanuel Haven และ Andrei Khrennikov ผู้เขียนร่วมของหนังสือ "Quantum Social Science" (Cambridge University Press, 2013), บอกกับ Live Science ทางอีเมล

เช่นเดียวกับอิเล็กตรอนที่เฉพาะเจาะจงอาจอยู่ที่นี่หรือในช่วงเวลาหนึ่งกลศาสตร์ควอนตัมสันนิษฐานว่าการโยนเหรียญครั้งแรกส่งผลให้ทั้งชนะและแพ้พร้อมกัน (กล่าวอีกนัยหนึ่งในการทดลองทางความคิดที่โด่งดังแมวของSchrödingerมีทั้งชีวิตและตาย) ในขณะที่ตกอยู่ในสภาวะที่คลุมเครือซึ่งรู้จักกันในชื่อ "การทับซ้อน" ตัวเลือกสุดท้ายของบุคคลนั้นไม่เป็นที่รู้จักและคาดเดาไม่ได้ กลศาสตร์ควอนตัมยังรับทราบว่าความเชื่อของผู้คนเกี่ยวกับผลลัพธ์ของการตัดสินใจที่กำหนดไม่ว่าจะดีหรือไม่ดีมักสะท้อนให้เห็นว่าการตัดสินใจครั้งสุดท้ายของพวกเขาเป็นอย่างไร ด้วยวิธีนี้ความเชื่อของผู้คนมีปฏิสัมพันธ์หรือกลายเป็น "ยุ่งเหยิง" กับการกระทำในที่สุด

อนุภาคย่อยของอะตอมก็จะเข้าไปพัวพันกันและมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของกันและกันแม้ว่าจะอยู่ห่างกันมาก ตัวอย่างเช่นการวัดพฤติกรรมของอนุภาคที่ตั้งอยู่ในญี่ปุ่นจะเปลี่ยนพฤติกรรมของคู่ค้าที่ยุ่งเหยิงในสหรัฐอเมริกา ในทางจิตวิทยาการเปรียบเทียบที่คล้ายคลึงกันสามารถดึงระหว่างความเชื่อและพฤติกรรม "มันเป็นการโต้ตอบที่แม่นยำ" หรือสถานะของสิ่งกีดขวาง "ซึ่งมีอิทธิพลต่อผลการวัด" Haven และ Khrennikov กล่าว ผลการวัดในกรณีนี้หมายถึงตัวเลือกสุดท้ายที่บุคคลทำ "สิ่งนี้สามารถกำหนดได้อย่างแม่นยำด้วยความช่วยเหลือของความน่าจะเป็นควอนตัม"

นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับสถานะของการทับซ้อนกัน - ซึ่งอนุภาคทั้งสองส่งผลกระทบต่อกันและกันแม้ว่าพวกมันจะถูกแยกจากกันด้วยระยะทางไกล - ดังแสดงในรายงานปี 2550 ที่ตีพิมพ์โดยสมาคมเพื่อความก้าวหน้าของปัญญาประดิษฐ์ และที่น่าสังเกตได้คือสูตรสุดท้ายทำนายผลความขัดแย้งของเหรียญโยนกระบวนทัศน์ได้อย่างแม่นยำ "ความล่าช้าในตรรกะสามารถอธิบายได้ดีขึ้นโดยใช้วิธีการที่ใช้ควอนตัม" Haven และ Khrennikov กล่าว

เดิมพันควอนตัม

ในการศึกษาใหม่ของพวกเขาจางและเพื่อนร่วมงานของเขาได้เลือกรูปแบบการตัดสินใจเชิงควอนตัมสองรูปแบบจากแบบจำลองจิตวิทยา 12 แบบเพื่อดูว่าพฤติกรรมของมนุษย์ทำนายได้ดีที่สุดในช่วงงานจิตวิทยา การทดลองที่เรียกว่าภารกิจการพนันในรัฐไอโอวาออกแบบมาเพื่อประเมินความสามารถของผู้คนในการเรียนรู้จากความผิดพลาดและปรับกลยุทธ์ในการตัดสินใจเมื่อเวลาผ่านไป

ในภารกิจผู้เข้าร่วมดึงการ์ดจากสี่สำรับ บัตรแต่ละใบจะได้รับเงินของผู้เล่นหรือเสียค่าใช้จ่ายและเป้าหมายของเกมคือการหาเงินให้ได้มากที่สุด การจับจะขึ้นอยู่กับการวางไพ่ในแต่ละชั้น การวาดจากเด็คหนึ่งอาจได้รับเงินก้อนใหญ่จากผู้เล่นในระยะสั้น แต่มันจะทำให้พวกเขามีเงินสดมากขึ้นในตอนท้ายของเกม สำรับอื่น ๆ ให้เงินจำนวนน้อยกว่าในระยะสั้น แต่โดยรวมมีบทลงโทษน้อยลง ผ่านการเล่นเกมผู้ชนะเรียนรู้ที่จะดึงส่วนใหญ่มาจากชั้น "ช้าและมั่นคง" ในขณะที่ผู้แพ้มาจากชั้นที่ได้รับเงินสดอย่างรวดเร็วและบทลงโทษที่สูงชัน

ในอดีตผู้ที่ติดยาเสพติดหรือทำลายสมองมีอาการแย่ลงในงานการพนันของ Iowa มากกว่าผู้เข้าร่วมที่มีสุขภาพดีซึ่งแสดงให้เห็นว่าสภาพของพวกเขาบั่นทอนความสามารถในการตัดสินใจอย่างใดอย่างหนึ่ง รูปแบบนี้เป็นจริงในการทดลองของจางซึ่งรวมถึงผู้เข้าร่วมที่มีสุขภาพดีประมาณ 60 คนและผู้ติดนิโคติน 40 คน

ทั้งสองรุ่นควอนตัมทำให้การคาดการณ์ที่คล้ายกันกับความแม่นยำมากที่สุดในรูปแบบคลาสสิก “ ถึงแม้ว่าแบบจำลองไม่ได้มีประสิทธิภาพเหนือกว่า ... ใครควรทราบว่ากรอบนั้นยังอยู่ในช่วงวัยเด็กและสมควรได้รับการศึกษาเพิ่มเติมอย่างไม่ต้องสงสัย "พวกเขากล่าวเสริม

เพื่อเพิ่มมูลค่าการศึกษาของพวกเขาทีมจึงทำการสแกนสมองของผู้เข้าร่วมแต่ละคนเมื่อพวกเขาเสร็จสิ้นภารกิจการพนันในรัฐไอโอวา ในการทำเช่นนั้นผู้เขียนพยายามที่จะมองสิ่งที่เกิดขึ้นภายในสมองเมื่อผู้เข้าร่วมเรียนรู้และปรับกลยุทธ์การเล่นเกมของพวกเขาเมื่อเวลาผ่านไป ผลลัพธ์ที่สร้างขึ้นโดยตัวแบบควอนตัมทำนายว่ากระบวนการเรียนรู้นี้จะเกิดขึ้นได้อย่างไรผู้เขียนจึงตั้งทฤษฎีว่าฮอตสปอตของกิจกรรมสมองอาจสัมพันธ์กับการทำนายของแบบจำลอง

การสแกนได้เปิดเผยพื้นที่สมองที่แอคทีฟจำนวนหนึ่งในผู้เข้าร่วมที่มีสุขภาพดีในระหว่างการเล่นเกมรวมถึงการเปิดใช้งานรอยพับขนาดใหญ่หลาย ๆ อันภายในสมองกลีบหน้า อย่างไรก็ตามในกลุ่มผู้สูบบุหรี่ไม่มีกิจกรรมของสมองที่ฮอตสปอตเชื่อมโยงกับการทำนายโดยแบบจำลองควอนตัม เนื่องจากรูปแบบสะท้อนให้เห็นถึงความสามารถของผู้เข้าร่วมในการเรียนรู้จากความผิดพลาดผลลัพธ์อาจแสดงให้เห็นถึงความบกพร่องในการตัดสินใจในกลุ่มผู้สูบบุหรี่

อย่างไรก็ตาม "การวิจัยเพิ่มเติมรับประกัน" เพื่อตรวจสอบสิ่งที่แตกต่างของกิจกรรมสมองเหล่านี้สะท้อนให้เห็นอย่างแท้จริงในผู้สูบบุหรี่และไม่สูบบุหรี่พวกเขาเพิ่ม “ การมีเพศสัมพันธ์ของแบบจำลองควอนตัมที่มีกระบวนการทางสรีรวิทยาในสมอง…เป็นปัญหาที่ซับซ้อนมาก” Haven และ Khrennikov กล่าว การศึกษาครั้งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากเป็นก้าวแรกของการแก้ปัญหา

รูปแบบของการเรียนรู้การเสริมแรงแบบคลาสสิกแสดงให้เห็นว่า "ประสบความสำเร็จอย่างยิ่งใหญ่" ในการศึกษาด้านอารมณ์ความผิดปกติทางจิตเวชพฤติกรรมทางสังคมเจตจำนงเสรีและหน้าที่ความรู้ความเข้าใจอื่น ๆ อีกมากมายจางกล่าว "เราหวังว่าการเรียนรู้การเสริมแรงควอนตัมจะทำให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น

ในเวลานั้นกลศาสตร์ควอนตัมอาจช่วยอธิบายข้อบกพร่องที่แพร่หลายในตรรกะของมนุษย์เช่นเดียวกับการเข้าใจผิดที่ปรากฏในระดับของเซลล์ประสาทส่วนบุคคล