Ista temeljna platforma koja omogućuje Schrödingerovoj mački da bude i živa i mrtva, a također znači da dvije čestice mogu "razgovarati jedni s drugima" čak i na udaljenosti od neke galaksije, mogla bi pomoći objasniti možda najtajanstvenije pojave: ljudsko ponašanje.
Kvantna fizika i ljudska psihologija mogu se činiti potpuno nepovezanima, ali neki znanstvenici misle da se ta dva polja preklapaju na zanimljiv način. Obje su discipline pokušale predvidjeti kako će se nepristojni sustavi ponašati u budućnosti. Razlika je u tome što jedno polje ima za cilj razumjeti temeljnu prirodu fizičkih čestica, dok drugo pokušava objasniti ljudski priroda - zajedno s svojstvenim zabludama.
"Kognitivni znanstvenici otkrili su da postoji mnogo 'iracionalnog' ljudskog ponašanja", rekao je Xiaochu Zhang, biofizičar i neuroznanstvenica sa Kineskog sveučilišta za znanost i tehnologiju u Hefeiu. Klasične teorije odlučivanja pokušavaju predvidjeti kakav će izbor osoba dati određenim parametrima, ali ne mogu se uvijek ponašati kako se očekuje. Najnovija istraživanja sugeriraju da se ovi neuspjesi u logici "mogu dobro objasniti kvantnom teorijom vjerojatnosti", rekao je Zhang.
Zhang stoji među zagovornicima takozvane kvantne spoznaje. U novoj studiji objavljenoj 20. siječnja u časopisu Nature Human Behavior, on i njegovi kolege istražili su kako pojmovi posuđeni iz kvantne mehanike mogu pomoći psiholozima u boljem predviđanju ljudskog odlučivanja. Dok je bilježio odluke koje su ljudi donosili na dobro poznatom psihološkom zadatku, tim je također pratio moždane aktivnosti sudionika. Skeniraju se posebna područja mozga koja mogu biti uključena u procese kvantne misli.
Studija je "prva koja je podržala ideju kvantne kognicije na neuralnoj razini", rekao je Zhang.
Kul - što sad to zapravo znači?
Nesigurnost
Kvantna mehanika opisuje ponašanje sitnih čestica koje čine svu materiju u svemiru, naime atome i njihove subatomske komponente. Jedan središnji princip teorije sugerira veliku neizvjesnost u onom svijetu vrlo malih, nešto što se ne vidi na većim mjerilima. Na primjer, u velikom svijetu može se znati gdje je vlak na putu i koliko brzo putuje, a s obzirom na ove podatke moglo bi se predvidjeti kada taj vlak treba stići na sljedeću postaju.
Sada, zamijenite vlak za jedan elektron i vaša prediktivna snaga nestaje - ne možete znati točno mjesto i moment datog elektrona, ali mogli biste izračunati vjerojatnost da se čestica može pojaviti na određenom mjestu, putujući u određena stopa. Na ovaj način stekli biste maglovitu predodžbu o tome što elektroni mogu raditi.
Kao što neizvjesnost prodire u subatomski svijet, tako se upada i u naš proces donošenja odluka, bilo da raspravljamo o tome koja ćemo nova serija naslutiti ili ćemo dati svoj glas na predsjedničkim izborima. Evo odakle dolazi kvantna mehanika. Za razliku od klasičnih teorija odlučivanja, kvantni svijet ostavlja mjesta za određeni stupanj ... nesigurnosti.
Teorije klasične psihologije počivaju na ideji da ljudi donose odluke kako bi maksimizirali „nagrade“ i minimizirali „kazne“ - drugim riječima, kako bi osigurali da njihovi postupci rezultiraju pozitivnijim ishodima nego negativnim posljedicama. Ova logika, poznata kao "učvršćivačko učenje", podudara se s Pavlonovim uvjetovanjem, gdje ljudi nauče predvidjeti posljedice svojih postupaka na temelju prošlih iskustava, navodi se u izvješću za 2009. godinu u časopisu Journal of Mathematical Psychology.
Ako ih ovaj okvir doista ograničava, ljudi bi dosljedno vagali objektivne vrijednosti dviju opcija prije nego što biraju između sebe. Ali u stvarnosti ljudi ne rade uvijek tako; njihovi subjektivni osjećaji o situaciji potkopavaju njihovu sposobnost donošenja objektivnih odluka.
Glave i repovi (istovremeno)
Pogledajte primjer:
Zamislite da postavljate oklade na to hoće li bačeni novčić sletjeti na glave ili repove. Glave vam donose 200 dolara, repovi vas koštaju 100 dolara, a možete baciti novčić dva puta. Kad se postavi u ovaj scenarij, većina ljudi odluči uzeti okladu dva puta bez obzira na to da li početno bacanje rezultira dobitkom ili gubitkom, pokazalo je istraživanje objavljeno 1992. u časopisu Cognitive Psychology. Vjerojatno se pobjednici klade drugi put jer mogu bez obzira na sve dobiti novac, dok se gubitnici kladimo u pokušaju da nadoknade gubitke, a potom i neki. Međutim, ako igrači ne smiju znati rezultat okretaja prvog novca, oni rijetko drugi igraju.
Kad je poznato, prvi okret ne utječe na izbor koji slijedi, ali kad je nepoznat, to čini sve razlike. Taj paradoks se ne uklapa u okvir klasičnog učvršćenja učenja, koji predviđa da bi objektivni izbor uvijek trebao biti isti. Suprotno tome, kvantna mehanika uzima u obzir nesigurnost i zapravo predviđa ovaj neobičan ishod.
"Moglo bi se reći da se model odlučivanja koji se temelji na kvantnoj osnovi odnosi na upotrebu kvantne vjerojatnosti u području spoznaje", Emmanuel Haven i Andrei Khrennikov, koautori udžbenika "Quantum Social Science" (Cambridge University Press, 2013), uživo se javio e-poštom.
Kao što bi neki određeni elektron mogao biti ovdje ili tamo u određenom trenutku, kvantna mehanika pretpostavlja da je prvo bacanje kovanica istodobno rezultiralo i pobjedom i gubitkom. (Drugim riječima, u čuvenom misaonom eksperimentu, Schrödingerova mačka je i živa i mrtva.) Iako je uhvaćena u tom dvosmislenom stanju, poznatom kao "superpozicija", konačni izbor pojedinca je nepoznat i nepredvidiv. Kvantna mehanika također priznaje da vjerovanja ljudi o ishodu dane odluke - bilo da će biti dobra ili loša - često odražavaju na onome što na kraju ostaje njihov konačni izbor. Na taj se način vjerovanja ljudi međusobno povezuju ili se "zapleću" svojim eventualnim djelovanjem.
Subatomske čestice se isto tako mogu zaplesti i utjecati na ponašanje jednih drugih, čak i kada su razdvojene velikim udaljenostima. Na primjer, mjerenje ponašanja čestice smještene u Japanu izmijenilo bi ponašanje njegovog zapletenog partnera u Sjedinjenim Državama. U psihologiji se slična analogija može izvući između vjerovanja i ponašanja. "Upravo ta interakcija," ili stanje isprepletenosti, "utječe na rezultat mjerenja", rekli su Haven i Khrennikov. Rezultat mjerenja, u ovom slučaju, odnosi se na konačni izbor koji pojedinac napravi. "To se može precizno formulirati uz pomoć kvantne vjerojatnosti."
Znanstvenici mogu matematički modelirati ovo zamršeno stanje superpozicije - u kojem dvije čestice utječu jedna na drugu, čak i ako su razdvojene velikom daljinom - kao što je pokazano u izvješću iz 2007. godine koje je objavilo Udruženje za unapređenje umjetne inteligencije. I nevjerojatno, konačna formula precizno predviđa paradoksalni ishod paradigme bacanja novčića. "Propadi u logici mogu se bolje objasniti primjenom kvantno utemeljenog pristupa", primijetili su Haven i Khrennikov.
Klađenje na kvant
U svojoj novoj studiji, Zhang i njegovi kolege predstavili su dva kvantno utemeljena modela odlučivanja protiv 12 klasičnih modela psihologije kako bi vidjeli koji je najbolji predvidio ljudsko ponašanje tijekom psihološkog zadatka. Eksperiment, poznat kao Iowa kockarski zadatak, osmišljen je radi procjene sposobnosti ljudi da uče na greškama i s vremenom prilagodi njihovu strategiju donošenja odluka.
U zadatku polaznici crtaju iz četiri kockice karata. Svaka kartica ili zarađuje igrača ili ih košta, a cilj igre je zaraditi što više novca. Ulov leži u tome kako su slagali svaki špil karata. Crtanje s jedne palube može u kratkom roku zaraditi igrača velike svote novca, ali to će ih koštati daleko više novca do kraja igre. Ostale palube kratkoročno isporučuju manje iznose novca, ali ukupno manje kazne. Kroz igru, pobjednici nauče uglavnom crtati iz "sporih i odmjerenih" paluba, dok gubitnici izvlače s palube koji im zarađuju brzi novac i strme kazne.
Povijesno gledano, osobe s ovisnostima o drogama ili oštećenjem mozga djeluju lošije na Iowa kockarskom zadatku od zdravih sudionika, što sugerira da njihovo stanje na neki način narušava sposobnosti donošenja odluka, kako je istaknuto u studiji objavljenoj 2014. u časopisu Applied Neuropsychology: Child. Ovaj se obrazac smatrao istinitim u Zhang-ovom pokusu, koji je uključivao oko 60 zdravih sudionika i 40 koji su bili ovisni o nikotinu.
Autori su primijetili da su dva kvantna modela učinila slična predviđanja najtočnijim među klasičnim modelima. "Iako modeli nisu u velikoj mjeri nadmašili ... treba imati na umu da je okvir još uvijek u povojima i nedvojbeno zaslužuje dodatne studije", dodali su.
Kako bi poboljšali vrijednost svoje studije, tim je pregledao mozak svakog sudionika dok su ispunjavali zadatak o kockanju u Iowi. Čineći to, autori su pokušali zaviriti u ono što se događa unutar mozga dok su sudionici učili i prilagodili strategiju igre. Rezultati generirani kvantnim modelom predviđali su kako će se taj proces učenja odvijati, pa su, tako, autori teoretizirali kako bi vrele točke moždanih aktivnosti mogle nekako biti u korelaciji s predviđanjima modela.
Skeniranje je otkrilo brojna aktivna područja mozga kod zdravih sudionika tijekom igre, uključujući aktiviranje nekoliko velikih nabora unutar frontalnog režnja za koje je poznato da sudjeluju u odlučivanju. U grupi za pušenje, činilo se da nijedna žarišta moždane aktivnosti vezana za predviđanja kvantnog modela. Kako model odražava sposobnost sudionika da uče na greškama, rezultati mogu ilustrirati poremećaje donošenja odluka u skupini za pušenje, napomenuli su autori.
Međutim, „daljnja istraživanja su opravdana“ kako bi se utvrdilo što se te razlike u aktivnostima mozga zaista odražavaju na pušače i nepušače, dodali su. "Spajanje kvantnih modela s neurofiziološkim procesima u mozgu ... je vrlo složen problem", rekli su Haven i Khrennikov. "Ova je studija od velike važnosti kao prvi korak ka njezinu rješenju."
Modeli klasičnog učenja s pojačanjem pokazali su „veliki uspjeh“ u studijama emocija, psihijatrijskih poremećaja, društvenog ponašanja, slobodne volje i mnogih drugih kognitivnih funkcija, rekao je Zhang. "Nadamo se da će učenje kvantnog pojačanja također osvijetliti, pružajući jedinstvene uvide."
Vremenom će možda kvantna mehanika pomoći u objašnjavanju raširenih nedostataka ljudske logike, kao i kako se ta pogrešnost očituje na razini pojedinih neurona.
