Sama fundamentaalne platvorm, mis võimaldab Schrödingeri kassil olla nii elus kui ka surnud, ning tähendab ka seda, et kaks osakest võivad "üksteisega rääkida" isegi galaktika kaugusel, võiks aidata selgitada kõige müstilisemaid nähtusi: inimeste käitumist.
Kvantfüüsika ja inimese psühholoogia võivad tunduda täiesti omavahel seostamata, kuid mõnede teadlaste arvates kattuvad need kaks välja huvitaval viisil. Mõlemad distsipliinid üritavad ennustada, kuidas tulevikus süsteemid võivad käituda. Erinevus on see, et ühe välja eesmärk on mõista füüsikaliste osakeste põhiolemust, teine aga püüab seda selgitada inimene loodus - koos sellele iseloomulike eksimustega.
"Kognitiivsed teadlased leidsid, et inimeste käitumises on palju irratsionaalset käitumist," rääkis Hiina Hefei teaduse ja tehnoloogia ülikooli biofüüsik ja neuroteadlane Xiaochu Zhang Live Science'ile e-kirjas. Klassikalised otsuste tegemise teooriad üritavad ennustada, millise valiku inimene teatud parameetrite järgi teeb, kuid ekslikud inimesed ei käitu alati ootuspäraselt. Värskeimad uuringud näitavad, et neid loogika katkestusi "saab kvantõenäosusteooria abil hästi selgitada", ütles Zhang.
Zhang on nn kvanttunnetuse pooldajate hulgas. Uues uuringus, mis avaldati 20. jaanuaril ajakirjas Nature Human Behavior, uuris ta koos kolleegidega, kuidas kvantmehaanikast laenatud kontseptsioonid võivad aidata psühholoogidel paremini ennustada inimese otsustusprotsessi. Salvestades, milliseid otsuseid inimesed tegid tuntud psühholoogiaülesande osas, jälgis meeskond ka osalejate ajutegevust. Skaneeringud tõid esile konkreetsed ajupiirkonnad, mis võivad olla seotud kvantitaoliste mõtteprotsessidega.
Uuring on "esimene, mis toetab kvanttunnetuse ideed närvitasandil", ütles Zhang.
Lahe - mida see tegelikult tähendab?
Ebakindlus
Kvantmehaanika kirjeldab nende pisikeste osakeste käitumist, mis moodustavad universumis kogu mateeria, nimelt aatomid ja nende alaatomid. Teooria üks keskne juhtmõte viitab selles väga väikestes maailmas, kus midagi suuremas mõõtkavas nägemata, palju ebakindlust pakub. Näiteks võib suures maailmas teada, kus rong marsruudil on ja kui kiiresti see sõidab, ning arvestades neid andmeid, võiks ennustada, millal see rong peaks järgmisse jaama jõudma.
Vahetage rong välja elektronide vastu ja teie ennustav jõud kaob - te ei saa teada antud elektroni täpset asukohta ja hoogu, kuid võite arvutada tõenäosuse, et osake võib ilmneda teatud kohas, liikudes konkreetne määr. Sel moel võiksite saada uduse ettekujutuse elektronist.
Nii nagu ebakindlus tungib subatomaatilisse maailma, imbub see ka meie otsustusprotsessi, olenemata sellest, kas arutame, millist uut sarja vaadata või kelle poolt hääletada presidendivalimistel. Siin tuleb juttu kvantmehaanikast. Erinevalt klassikalistest otsuste tegemise teooriatest teeb kvantmaailm ruumi teatud määral… määramatusele.
Klassikalise psühholoogia teooriad toetuvad ideele, et inimesed teevad otsuseid, et maksimeerida "hüvesid" ja minimeerida "karistusi" - teisisõnu tagada, et nende tegevus annaks pigem positiivseid tulemusi kui negatiivseid tagajärgi. See tugevdusõppena tuntud loogika on kooskõlas Pavloniani tingimustega, kus inimesed õpivad ennustama oma tegevuse tagajärgi varasemate kogemuste põhjal, selgub ajakirja Journal of Mathematical Psychology 2009. aasta aruandest.
Kui see raamistik seda tõeliselt piirab, kaaluvad inimesed enne nende vahel valimist järjekindlalt kahe variandi objektiivseid väärtusi. Kuid tegelikult ei tööta inimesed alati nii; nende subjektiivsed tunded olukorra vastu kahjustavad nende võimet teha objektiivseid otsuseid.
Pead ja sabad (samal ajal)
Vaatleme näidet:
Kujutage ette, et teete panuseid selle kohta, kas visatud münt maandub pähe või sabale. Heads saab teile 200 dollarit, sabad maksavad teile 100 dollarit ja saate mündi kaks korda visata. Selle stsenaariumi korral valib enamik inimesi ennustuse kaks korda, olenemata sellest, kas esialgne viskamine toob võidu või kaotuse, selgus ajakirjas Cognitive Psychology 1992. aastal avaldatud uuringust. Eeldatavasti võidavad võitjad teist korda panused, sest nad saavad raha teenimata jätta, kaotajad panustavad aga kaotuste hüvitamiseks, ja siis mõned. Kui mängijatel ei lubata teada esimese mündi klappimise tulemust, teevad nad teise harva.
Kui teada, siis esimene klapp ei mõjuta järgnevat valikut, kuid kui see pole teada, muudab see kõik oluliseks. See paradoks ei sobi klassikalise tugevdusõppe raamistikku, mis ennustab, et objektiivne valik peaks alati olema sama. Kvantmehaanika võtab seevastu arvesse ebakindlust ja tegelikult ennustab seda veidrat tulemust.
"Võiks öelda, et kvantpõhine otsustusmudel viitab sisuliselt kvant tõenäosuse kasutamisele tunnetuse valdkonnas," rääkisid õpiku "Quantum Social Science" (Cambridge) kaasautorid Emmanuel Haven ja Andrei Khrennikov. University Press, 2013), rääkis Live Science oma e-kirjas.
Nii nagu konkreetne elektron võib antud hetkel siin või seal olla, eeldab kvantmehaanika, et esimese mündi viskamine tõi samaaegselt nii võidu kui ka kaotuse. (Teisisõnu, kuulsas mõttekatses on Schrödingeri kass nii elus kui ka surnud.) Ehkki ta on tabatud selles mitmetimõistetavas olekus, mida nimetatakse "ülipositsiooniks", on inimese lõplik valik tundmatu ja ettearvamatu. Kvantmehaanika tunnistab ka seda, et inimeste veendumused antud otsuse tulemuse suhtes - olgu see siis hea või halb - peegeldavad sageli seda, milline nende lõplik valik lõpuks on. Sel viisil inimeste uskumused interakteeruvad või muutuvad "takerdunud" nende võimaliku tegevusega.
Subatomilised osakesed võivad samuti takerduda ja mõjutada üksteise käitumist isegi siis, kui need on üksteisest eraldatud. Näiteks muudaks Jaapanis asuva osakese käitumise mõõtmine selle takerdunud partneri USA-s käitumist. Psühholoogias võib sarnase analoogia tõmmata ka veendumuste ja käitumise vahel. "Just see interaktsioon" või takerdumise seisund "mõjutab mõõtmistulemust," ütlesid Haven ja Khrennikov. Mõõtmise tulemus viitab antud juhul inimese tehtud lõplikule valikule. "Seda saab täpselt sõnastada kvant tõenäosuse abil."
Teadlased saavad matemaatiliselt modelleerida seda takerdunud superpositsiooni seisundit - milles kaks osakest mõjutavad teineteist isegi siis, kui neid eraldab suur vahemaa -, nagu näitas tehisintellekti edendamise ühingu 2007. aasta aruandes. Ja tähelepanuväärselt ennustab lõplik valem täpselt mündi viskamise paradigma paradoksaalset tulemust. "Loogika raugemist saab kvantpõhise lähenemisviisi abil paremini selgitada," märkisid Haven ja Khrennikov.
Kihlvedude peale panustamine
Uues uuringus valasid Zhang ja tema kolleegid kahte kvantpõhist otsustusmudelit 12 klassikalise psühholoogia mudeli vastu, et näha, milline ennustas inimese käitumist psühholoogilise ülesande ajal kõige paremini. Iowa hasartmänguülesandena tuntud katse on mõeldud selleks, et hinnata inimeste võimet vigadest õppida ja aja jooksul oma otsustusstrateegiat kohandada.
Ülesandes joonistavad osalejad neljast kaardipakist. Iga kaart teenib mängijale raha või maksab neile raha ning mängu eesmärk on teenida võimalikult palju raha. Saak seisneb selles, kuidas iga kaardipakk on virnastatud. Ühest tekist joonistamine võib mängijale lühikese aja jooksul teenida suuri rahasummasid, kuid see maksab mängu lõpuks palju rohkem sularaha. Teised tekid annavad lühikese aja jooksul väiksemaid rahasummasid, kuid üldiselt vähem karistusi. Mängimise kaudu õpivad võitjad enamasti joonistama "aeglastest ja ühtlastest" tekkidest, kaotajad aga tõmbavad tekkidest, mis teenivad neile kiiret raha ja järske trahve.
Ajalooliselt on uimastisõltuvuse või ajukahjustusega inimestel Iowa hasartmänguülesandes halvem tulemus kui tervetel osalejatel, mis viitab sellele, et nende seisund halvendab kuidagi otsustusvõimet, nagu rõhutati 2014. aastal ajakirjas Applied Neuropsychology: Child avaldatud uuringus. See muster pidas paika Zhangi katses, milles osales umbes 60 tervet osalejat ja 40 nikotiinisõltuvust.
Kaks kvantmudelit tegid sarnaseid ennustusi kõige täpsemini klassikaliste mudelite seas, märkisid autorid. "Ehkki mudelid ei ületanud ülearu palju, peaksite teadma, et raamistik on alles lapsekingades ja väärib kahtlemata täiendavaid uuringuid," lisasid nad.
Uuringu väärtuse suurendamiseks tegi meeskond Iowa hasartmänguülesande täitmisel iga osaleja aju skaneeringud. Seda tehes üritasid autorid piiluda ajus toimuvat, kuna osalejad õppisid ja kohandasid oma mängude strateegiat aja jooksul. Kvantmudeli genereeritud väljundid ennustasid, kuidas see õppeprotsess laheneb, ja seega autorid teoreetiliselt väitsid, et ajutegevuse levialad võivad kuidagi korrelatsioonis mudeli ennustustega olla.
Skaneeringud paljastasid tervetel osalejatel mängu ajal terve rea aktiivseid ajupiirkondi, sealhulgas aktiveeriti mitmed suured voldid esiosa piirkonnas, mis teadaolevalt osalesid otsuste tegemises. Suitsetamisrühmas ei paistnud aga aju aktiivsuse ükski punkt seotud kvantmudeli tehtud ennustustega. Kuna mudel kajastab osalejate võimet vigadest õppida, võivad tulemused illustreerida suitsetamisrühmas otsustusraskusi, märkisid autorid.
Nad lisasid, et "edasised uuringud on vajalikud", et teha kindlaks, mida need aju aktiivsuse erinevused tõepoolest kajastavad suitsetajates ja mittesuitsetajates. "Kvantitaoliste mudelite ühendamine aju neurofüsioloogiliste protsessidega on väga keeruline probleem," ütlesid Haven ja Khrennikov. "See uuring on väga oluline kui esimene samm selle lahenduse poole."
Klassikalise tugevdusõppe mudelid on näidanud "suurt edu" emotsioonide, psühhiaatriliste häirete, sotsiaalse käitumise, vaba tahte ja paljude muude kognitiivsete funktsioonide uurimisel, ütles Zhang. "Loodame, et ka kvanttugevdusõpe saab valgust, pakkudes ainulaadseid teadmisi."
Aja jooksul aitab ehk kvantmehaanika seletada inimloogika levinud vigu ja seda, kuidas see eksimine avaldub üksikute neuronite tasemel.
