Giver det mening at anvende kvantemekanik på, hvordan folk tænker?

Gå ind i enhver boghandel, og du kan finde bøger om 'kvanteberegning', 'kvanteheling' og endda 'kvantegolf'. Men kvantemekanik beskriver ting i mikroverdenen af ​​subatomære partikler, ikke? Hvad godt er det at anvende det på makroskopiske ting som computere og golf, endsige psykologiske ting som tanker, følelser og ideer?

Måske bliver den anvendt som en analogi for at hjælpe med at gøre noget kompliceret lettere at forstå. Men kvantemekanikken i sig selv er kompliceret; det er en af ​​de mest gådefulde komplekse teorier, som mennesker nogensinde er kommet med. Så hvordan kunne vi bedre forstå noget ved at tegne en analogi med kvantemekanik?

Observereffekt i fysik

Jeg ved ikke om 'kvanteheling' eller 'kvantegolf', men jeg begyndte at tænke på en mulig sammenhæng mellem kvanteteori og hvordan folk bruger koncepter i 1998, da jeg talte med en kandidatstuderende i fysik på et tværfagligt forskningscenter. i Belgien. Den studerende, Franky, fortalte mig om nogle af de paradokser, der inspirerede kvantemekanik. Et paradoks er observatøreffekt: vi kan ikke vide noget om en kvantepartikel uden at udføre en måling af den, men kvantepartikler er så følsomme, at enhver måling, vi måtte foretage, uundgåeligt ændrer partikelens tilstand og ødelægger den generelt helt!

Virkningseffekt i fysik

Et andet paradoks er, at kvantepartikler kan interagere så dybt, at de mister deres individuelle identitet og opfører sig som en. Desuden resulterer interaktionen i en ny enhed med egenskaber, der adskiller sig fra en af ​​dens bestanddele. Når dette sker, er det ikke muligt at udføre en måling af den ene uden at påvirke den anden, og omvendt. En helt ny form for matematik måtte udvikles for at håndtere denne form for sammensmeltning eller vikling, som det kaldes. Dette andet paradoks - sammenfiltring - kan være dybt relateret til det første paradoks - observatøreffekten - i den forstand, at når observatøren foretager en måling, kan observatøren og den observerede blive et sammenfiltret system.

Begreber

Jeg bemærkede over for Franky, at lignende paradokser opstår med hensyn til begrebsbeskrivelsen. Begreber anses generelt for at være det, der gør det muligt for os at fortolke situationer i form af tidligere situationer, som vi anser for at være magen til nutiden. De kan være konkrete, som STOL eller abstrakte, ligesom SKønhed. Traditionelt er de blevet betragtet som interne strukturer, der repræsenterer en klasse af enheder i verden. Imidlertid menes de i stigende grad ikke at have nogen fast repræsentationsstruktur, idet deres struktur påvirkes dynamisk af de sammenhænge, ​​de opstår i.

For eksempel kan begrebet BABY anvendes på en ægte menneskelig baby, en dukke lavet af plast eller en lille pindfigur malet med prikken over i'et. En sangskriver tænker måske på BABY i sammenhæng med at have brug for et ord, der rimer med måske. Og så videre. Mens det tidligere har været anset for, at begrebernes primære funktion er identifikationen af ​​genstande som forekomster af en bestemt klasse, ses de i stigende grad ikke kun for at identificere, men for aktivt at deltage i genereringen af ​​mening. For eksempel, hvis man henviser til en lille skruenøgle som en BABY-Nøgle, forsøger man ikke at identificere skruenøglen som en forekomst af BABY eller identificere en baby som en forekomst af WRENCH. Således begreber gør noget mere subtilt og komplekst end internt at repræsentere ting i den ydre verden.

Hvad dette 'noget mere' er, og hvordan det fungerer, kan meget vel være psykologens vigtigste opgave i dag; det er vigtigt for at forstå tilpasningsevne og sammensætning af menneskelig tanke. Det er for eksempel vigtigt at forstå, hvordan malerier eller film eller tekstdele samles for at have en betydning for os, der ikke kun er summen af ​​deres ord eller andre kompositionselementer.

For at få styr på dette 'noget mere' kræves en matematisk konceptteori. Psykologer forsøgte at udvikle en matematisk konceptteori i årtier. Selvom de klarede sig ret godt med at komme med teorier, der kunne beskrive og forudsige, hvordan folk håndterer enkeltstående, isolerede begreber, var de ikke i stand til at komme med en teori, der kunne beskrive og forudsige, hvordan folk håndterer kombinationer eller interaktioner mellem begreber, eller endda en teori, der kunne beskrive, hvordan deres betydninger forskydes fleksibelt, når de vises i forskellige sammenhænge. Og fænomenerne, der gjorde det vanskeligt at komme med en matematisk konceptteori, minder meget om fænomenerne, der gjorde det vanskeligt at komme med en teori, der kunne beskrive kvantepartiklers opførsel!

Observer Effect for Concepts

Kernen i paradokser for både kvantemekanik og begreber er effekten af sammenhæng . I kvantemekanik er der begrebet a grundtilstanden, tilstanden, hvor en partikel er, når den ikke interagerer med nogen anden partikel, dvs. når den ikke påvirkes af nogen sammenhæng. Dette er en tilstand af maksimum potentiale fordi det har muligheden for at manifestere en lang række forskellige måder i betragtning af de forskellige sammenhænge, ​​det kunne interagere med. I det øjeblik en partikel begynder at forlade jordtilstanden og falder under indflydelse af en måling, handler den med noget af dette potentiale for virkelighed; der er foretaget en måling af det, og et eller andet aspekt af det forstås bedre. På samme måde, når du ikke tænker på et koncept, som begrebet TABEL for et minut siden, kan det have eksisteret i dit sind i en tilstand med fuld potentiale. I det øjeblik kunne begrebet TABEL gælde for et KITHCEN-TABEL eller et POOLBORD eller endda et MULTIPLIKATIONSBORD. Men for et par sekunder siden det øjeblik du læste ordet TABEL, kom det under indflydelse af sammenhængen med at læse denne artikel. Når du læser konceptkombinationen POOL TABLE, blev nogle aspekter af TABLE's potentiale mere fjernt (såsom dets potentiale til at holde mad), mens andre blev mere konkrete (såsom dets potentiale til at holde rullende bolde). Enhver særlig kontekst bringer liv til nogle aspekter af det, der er potentiale, mens man begraver andre aspekter.

Således som egenskaber ved en kvanteenhed ikke har bestemte værdier undtagen i sammenhæng med en måling, har egenskaber eller egenskaber ved et koncept ikke bestemte anvendelsesmuligheder undtagen i sammenhæng med en bestemt situation. I kvantemekanik påvirkes tilstande og egenskaber for en kvanteenhed på en systematisk og matematisk velmodelleret måde af målingen. Tilsvarende farver den kontekst, hvori et koncept opleves uundgåeligt, hvordan man oplever dette koncept. Man kunne henvise til dette som en observatøreffekt for begreber.

Indvikling af begreber

Der er ikke kun en 'observatøreffekt' for begreber, der er også en 'sammenfiltringseffekt'. For at forklare dette skal du overveje begrebet ISLAND. Hvis der nogensinde var et identificerende eller definerende træk ved et koncept, ville det være, at funktionen 'omgivet af vand' for begrebet ISLAND. Sikkert er 'omgivet af vand' centralt for hvad det betyder at være en ø, ikke? Men en dag bemærkede jeg tilfældigvis, at vi hele tiden siger 'køkkenø' uden nogen forventning om, at det, vi henviser til, er omgivet af vand (det ville faktisk være foruroligende, hvis det var omgivet af vand!) Når KITHCEN og ISLAND mødes, udviser de egenskaber, som ikke kan forudsiges på grundlag af hverken køkkenernes egenskaber eller øernes egenskaber. De kombineres for at blive en enkelt meningsenhed, der er større end for de indgående begreber. Denne kombination af begreber på nye og uventede måder er central for menneskelig intelligens, og det er hjertet i den kreative proces, og det kan betragtes som et sammenfiltringsproblem for begreber.

Det kan virke fedt at anvende kvantemekanik til noget som begreber, set i en historisk sammenhæng, dette er ikke sådan en underlig bevægelse. Mange teorier, der historisk var en del af fysikken, er nu klassificeret som en del af matematik, såsom geometri, sandsynlighedsteori og statistik. På de tidspunkter, hvor de blev betragtet som fysik, fokuserede de på modellering af dele af verden vedrørende fysik. I tilfælde af geometri var dette former i rummet, og i tilfælde af sandsynlighedsteori og statistik var dette det systematiske skøn over usikre begivenheder i den fysiske virkelighed. Disse oprindeligt fysiske teorier har nu antaget deres mest abstrakte former og anvendes let i andre videnskabelige områder, herunder humanvidenskab, da de betragtes som matematik, ikke fysik. (Et endnu enklere eksempel på, hvordan en matematikteori kan anvendes på alle vidensområder, er talteori. Vi er alle enige om, at optælling såvel som at tilføje, trække osv. Kan gøres uafhængigt af arten af ​​det optalte objekt .)

Det er i denne forstand, at jeg begyndte at tænke ved hjælp af matematiske strukturer, der kommer fra kvantemekanik, til at opbygge en kontekstuel teori om begreber uden at lægge den fysiske betydning, der tilskrives dem, når de blev anvendt i mikroverdenen. Jeg fortalte ophidset min doktorgradsrådgiver, Diederik Aerts, om denne idé. Han havde allerede brugt generaliseringer af kvantemekanik til at beskrive løgnerparadoxet (f.eks. Hvordan når du læser en sætning som 'Denne sætning er falsk', skifter dit sind frem og tilbage mellem 'sandt' og 'ikke sandt'). Hvis der var nogen, der kunne sætte pris på ideen om at anvende kvantestrukturer på koncepter, ville det helt sikkert være ham. Da jeg fortalte ham, sagde han imidlertid, at hvad jeg forsøgte at gøre af tekniske årsager ikke ville fungere.

Jeg kunne dog ikke give idéen. Intuitivt føltes det rigtigt. Og det viste sig, heller ikke min rådgiver. Vi tænkte begge over det. Og i de efterfølgende måneder begyndte det at se ud som om vi begge havde haft ret. Det vil sige, den matematiske tilgang, jeg foreslog, var forkert, men den bagvedliggende idé var rigtig, eller i det mindste var der en måde at gå om.

Nu, over et årti senere, er der et samfund af mennesker, der arbejder på denne og andre relaterede anvendelser af kvantemekanik til, hvordan sindet håndterer ord, begreber og beslutningstagning, et særligt nummer af 'Journal of Mathematical Psychology' viet til emne og en årlig 'Quantum Interaction' konference, der er afholdt på steder som Oxford og Stanford. Der var endda et symposium om det på det årlige møde i Cognitive Science Society 2011. Det er ikke en almindelig gren af ​​psykologi, men det er ikke så 'frynser' som det engang var.

I et andet indlæg vil jeg diskutere den mærkelige nye 'ikke-klassiske' matematik, der blev udviklet til at beskrive kvantepartiklers opførsel, og hvordan den er blevet anvendt på beskrivelsen af ​​begreber, og hvordan de interagerer i vores sind. Fortsættes.....