Vai ir jēga piemērot kvantu mehāniku tam, kā cilvēki domā?

Iet jebkurā grāmatnīcā, un jūs varat atrast grāmatas par “kvantu aprēķinu”, “kvantu dziedināšanu” un pat “kvantu golfu”. Bet kvantu mehānika apraksta sīkumus subatomisko daļiņu mikropasaulē, vai ne? Cik laba ir to piemērot makroskopiskām lietām, piemēram, datoriem un golfam, nemaz nerunājot par psiholoģiskām lietām, piemēram, domām, jūtām un idejām?

Varbūt tas tiek izmantots kā līdzība, lai kaut ko sarežģītu padarītu vieglāk saprotamu. Bet pati kvantu mehānika ir sarežģīta; tā ir viena no mīklaini sarežģītākajām teorijām, ko cilvēki jebkad ir izdomājuši. Tātad, kā mēs varētu kaut ko labāk saprast, uzzīmējot līdzību kvantu mehānikai?

Novērotāja efekts fizikā

Es nezinu par “kvantu dziedināšanu” vai “kvantu golfu”, bet es sāku domāt par iespējamu saikni starp kvantu teoriju un to, kā cilvēki lieto jēdzienus 1998. gadā, kad es runāju ar starpdisciplināru pētījumu centra fizikas maģistrantu. Beļģijā. Students Frankijs man stāstīja par dažiem paradoksiem, kas iedvesmoja kvantu mehāniku. Viens paradokss ir novērotāja efekts: mēs neko nevaram zināt par kvantu daļiņu, neveicot tās mērījumus, bet kvantu daļiņas ir tik jutīgas, ka jebkurš mērījums, ko mēs varētu veikt, neizbēgami maina daļiņas stāvokli, parasti to pilnībā iznīcina!

Sapīšanās efekts fizikā

Vēl viens paradokss ir tāds, ka kvantu daļiņas var mijiedarboties tik dziļi, ka zaudē savu individuālo identitāti un uzvedas kā viena. Turklāt mijiedarbība rada jaunu entītiju, kuras īpašības atšķiras no jebkuras no tās sastāvdaļām. Kad tas notiek, nav iespējams veikt viena mērījumu, neietekmējot otru, un otrādi. Bija jāizstrādā pilnīgi jauna veida matemātika, lai tiktu galā ar šāda veida apvienošanos vai sapīšanās, kā to sauc. Šis otrais paradokss - sapīšanās - var būt dziļi saistīts ar pirmo paradoksu - novērotāja efektu - tādā nozīmē, ka tad, kad novērotājs veic mērījumu, novērotājs un novērotais var kļūt par sapinušos sistēmu.

Jēdzieni

Es Frankijam atzīmēju, ka līdzīgi paradoksi rodas attiecībā uz jēdzienu aprakstu. Parasti tiek uzskatīts, ka jēdzieni ļauj mums interpretēt situācijas iepriekšējo situāciju ziņā, kuras mēs uzskatām par līdzīgām pašreizējām. Tie var būt konkrēti, piemēram, KRĒSLS, vai abstrakti, piemēram, SKAISTUMS. Tradicionāli tās tiek uzskatītas par iekšējām struktūrām, kas pārstāv pasaules vienību klasi. Tomēr aizvien vairāk tiek uzskatīts, ka viņiem nav fiksētas reprezentācijas struktūras, un to struktūru dinamiski ietekmē konteksti, kuros tie rodas.

Piemēram, jēdzienu BABY var attiecināt uz īstu cilvēku bērnu, no plastmasas izgatavotu lelli vai nelielu nūjas figūru, kas uz kūka nokrāsota ar glazūru. Dziesmu autors varētu domāt par BABY kontekstā, kad vajadzīgs vārds, kas rīmējas ar varbūt. Un tā tālāk. Lai gan agrāk tika uzskatīts, ka jēdzienu galvenā funkcija ir priekšmetu identificēšana kā noteiktas klases gadījumi, arvien biežāk tiek uzskatīts, ka tie ne tikai identificē, bet arī aktīvi piedalās jēgas radīšanā. Piemēram, ja kāds atsaucas uz mazu uzgriežņu atslēgu kā BABY WRENCH, viņš nemēģina identificēt uzgriežņu atslēgu kā BABY instanci, kā arī zīdaini identificēt kā WRENCH gadījumu. Tādējādi jēdzieni dara kaut ko smalkāku un sarežģītāku, nekā iekšēji pārstāv lietas ārējā pasaulē.

Kas tas ir „kaut kas vairāk” un kā tas darbojas, var būt vissvarīgākais uzdevums, ar ko mūsdienās saskaras psiholoģija; tas ir vitāli svarīgi, lai izprastu cilvēka domas pielāgošanās spējas un kompozīcijas. Piemēram, ir ļoti svarīgi saprast, kā gleznas, filmas vai teksta fragmenti apvienojas, lai mums būtu nozīme, kas nav tikai viņu vārdu vai citu kompozīcijas elementu summa.

Lai iegūtu “kaut ko vairāk”, nepieciešama matemātiska jēdzienu teorija. Psihologi gadu desmitiem mēģināja izstrādāt matemātisku jēdzienu teoriju. Lai gan viņiem diezgan labi izdevās nākt klajā ar teorijām, kas varētu aprakstīt un paredzēt, kā cilvēki rīkojas ar atsevišķiem, izolētiem jēdzieniem, viņi nespēja nākt klajā ar teoriju, kas varētu aprakstīt un paredzēt, kā cilvēki tiek galā ar jēdzienu kombinācijām vai mijiedarbību. pat teorija, kas varētu aprakstīt, kā viņu nozīme elastīgi mainās, kad tās parādās dažādos kontekstos. Un parādības, kas apgrūtināja jēdzienu matemātiskas teorijas izdomāšanu, ļoti atgādina tās parādības, kas apgrūtināja tādas teorijas izstrādi, kas varētu aprakstīt kvantu daļiņu uzvedību!

Novērotāja ietekme uz koncepcijām

Gan kvantu mehānikas, gan jēdzienu paradoksu centrā ir kontekstā . Kvantu mehānikā ir jēdziens a zemes stāvoklis, stāvoklis, kurā daļiņa atrodas, kad tā nedarbojas ar kādu citu daļiņu, t.i., kad to neietekmē neviens konteksts. Tas ir maksimuma stāvoklis potenciāls jo tai ir iespēja izpausties daudzos dažādos veidos, ņemot vērā dažādos kontekstus, ar kuriem tā varētu mijiedarboties. Tiklīdz daļiņa sāk atstāt pamatstāvokli un nonāk mērījuma ietekmē, tā tirgojas ar šo aktualitātes potenciālu; ir veikts tā mērījums, un daži tā aspekti ir labāk saprotami. Līdzīgi, kad jūs nedomājat par tādu jēdzienu kā, piemēram, pirms minūtes minētā koncepcija TABULA, tas, iespējams, pastāvēja jūsu domās pilnīgas iespējas stāvoklī. Tajā brīdī jēdziens TABULA varētu attiekties uz virtuves galdu, baseina galdu vai pat vairāku veidu tabulu. Bet pirms dažām sekundēm, tiklīdz jūs izlasījāt vārdu TABULA, tas nonāca šī raksta lasīšanas konteksta ietekmē. Izlasot jēdzienu kombināciju POOL TABLE, daži TABLE potenciāla aspekti kļuva attālāki (piemēram, tā potenciāls turēt pārtiku), bet citi kļuva konkrētāki (piemēram, potenciāls turēt ripojošās bumbas). Jebkurš konkrēts konteksts atdzīvina dažus potenciālos aspektus, vienlaikus aprokot citus aspektus.

Tādējādi, kaut arī kvantu entītijas īpašībām nav noteiktu vērtību, izņemot mērījumu kontekstā, jēdziena iezīmēm vai īpašībām nav noteiktas piemērojamības, izņemot konkrētas situācijas kontekstā. Kvantu mehānikā mērījumi sistemātiskā un matemātiski labi modelētā veidā ietekmē kvantu entītijas stāvokļus un īpašības. Līdzīgi konteksts, kurā tiek piedzīvots jēdziens, neizbēgami izkrāso to, kā cilvēks piedzīvo šo jēdzienu. Varētu to saukt par jēdzienu novērotāja efektu.

Jēdzienu sapīšana

Jēdzieniem ir ne tikai “novērotāja efekts”, bet arī “sapīšanās efekts”. Lai to izskaidrotu, apsveriet jēdzienu SALA. Ja kādreiz būtu kāda jēdziena identificējoša vai definējoša iezīme, tad jēdzienam „SALA” būtu iezīme ‘ūdens ieskauts’. Protams, ‘ūdens ieskauts’ ir galvenais faktors tam, ko nozīmē būt salai, vai ne? Bet kādu dienu es nejauši pamanīju, ka mēs visu laiku sakām “virtuves sala”, necerot, ka lietu, uz kuru mēs atsaucamies, ieskauj ūdens (tas patiešām būtu satraucoši, ja tas bija ūdens ieskauts!) Kad KITHCEN un SALA sanāk kopā, tām piemīt īpašības, kuras nevar paredzēt ne pēc virtuves, ne uz salu īpašībām. Viņi apvienojas, lai kļūtu par vienu nozīmes vienību, kas ir lielāka par sastāvdaļu jēdzieniem. Šāda jēdzienu apvienošana jaunos un negaidītos veidos ir cilvēka intelekta centrā, un tā ir radošā procesa pamatā, un to var uzskatīt par jēdzienu sapīšanās problēmu.

Var šķist, ka kvantu mehānikas pielietošana kaut kam līdzīgam jēdzienam ir vēsturiska kontekstā, un tas nav tik dīvains solis. Daudzas teorijas, kas vēsturiski bija fizikas daļa, tagad ir klasificētas kā matemātikas daļas, piemēram, ģeometrija, varbūtību teorija un statistika. Laikos, kad viņus uzskatīja par fiziku, viņi koncentrējās uz fizikas pasaules daļu modelēšanu. Ģeometrijas gadījumā tas bija formas telpā, un varbūtības teorijas un statistikas gadījumā tas bija sistemātisks nenoteiktu notikumu novērtējums fiziskajā realitātē. Šīs sākotnēji fizikālās teorijas tagad ir ieguvušas visabstraktākās formas un ir viegli pielietojamas citās zinātnes jomās, ieskaitot cilvēka zinātnes, jo tās uzskata par matemātiku, nevis fiziku. (Vēl vienkāršāks matemātikas teorijas piemērošanas piemērs visās zināšanu jomās ir skaitļu teorija. Mēs visi esam vienisprātis, ka skaitīšanu, kā arī saskaitīšanu, atņemšanu un tā tālāk var veikt neatkarīgi no skaitāmā objekta rakstura. .)

Tieši šajā ziņā es sāku domāt, izmantojot matemātiskas struktūras, kas nāk no kvantu mehānikas, lai izveidotu kontekstuālu jēdzienu teoriju, nepievienojot tām piedēvēto fizisko nozīmi, pielietojot to mikropasaulē. Es ar sajūsmu pastāstīju savam doktora padomniekam Dīderikam Aertsam par šo ideju. Viņš jau bija izmantojis kvantu mehānikas vispārinājumus, lai aprakstītu melu paradoksu (piemēram, kā jūs, lasot teikumu, piemēram, ‘Šis teikums ir viltus’, jūsu prāts pārslēdzas uz priekšu un atpakaļ starp ‘taisnība’ un ‘nav taisnība’). Ja būtu kāds, kurš spētu novērtēt ideju par kvantu struktūru piemērošanu jēdzieniem, tas noteikti būtu viņš. Kad es viņam teicu, viņš teica, ka tehnisku iemeslu dēļ tas, ko es mēģināju darīt, nedarbosies.

Es tomēr nevarēju domāt par šo ideju. Intuitīvi tas jutās pareizi. Un izrādījās, ka arī mans padomnieks to nevarēja. Mēs abi turpinājām domāt par to. Turpmākajos mēnešos sāka izskatīties tā, it kā mums abiem būtu bijusi taisnība. Tas ir, manis ieteiktā matemātiskā pieeja bija nepareiza, bet pamatideja bija pareiza, vai vismaz bija veids, kā to paveikt.

Tagad, vairāk nekā desmit gadus vēlāk, ir cilvēku kopiena, kas strādā pie šī un citiem saistītiem kvantu mehānikas pielietojumiem, lai saprastu, kā prāts apstrādā vārdus, jēdzienus un lēmumu pieņemšanu. Īpašais izdevuma “Matemātiskās psiholoģijas žurnāls” izdevums ir veltīts tēmu un ikgadēju konferenci “Kvantu mijiedarbība”, kas notika tādās vietās kā Oksforda un Stenforda. Par to bija pat simpozijs Kognitīvo zinātņu biedrības 2011. gada sanāksmē. Tā nav galvenā psiholoģijas nozare, taču tā nav tik “bārkstis” kā kādreiz.

Citā amatā es apspriedīšu dīvaino jauno ‘neklasisko’ matemātiku, kas tika izstrādāta, lai aprakstītu kvantu daļiņu uzvedību un to, kā tā ir piemērota jēdzienu aprakstam un kā tās mijiedarbojas mūsu prātos. Turpinājums sekos.....