Kas on mõtet rakendada kvantmehaanikat inimeste mõtlemises?

Minge ükskõik millisesse raamatupoodi ja leiate raamatuid teemadest „kvantarvutus”, „kvantparandus” ja isegi “kvantgolf”. Kuid kvantmehaanika kirjeldab subatoomiliste osakeste mikromaailmas olevaid asju, eks? Mis kasu on selle rakendamisest makroskoopiliste asjadega nagu arvutid ja golf, rääkimata psühholoogilistest asjadest, nagu mõtted, tunded ja ideed?

Võib-olla kasutatakse seda analoogiana, et muuta midagi keerulisemat arusaadavaks. Kuid kvantmehaanika ise on keeruline; see on üks mõistatuslikult keerukamaid teooriaid, mida inimesed on kunagi välja mõelnud. Niisiis, kuidas me saaksime kvantmehaanikale analoogiat tõmmates millestki paremini aru saada?

Vaatleja mõju füüsikas

Ma ei tea „kvanttervist” ega „kvantgolfi”, kuid hakkasin mõtlema võimaliku seose kohta kvantteooria ja selle vahel, kuidas inimesed mõisteid kasutavad 1998. aastal, kui rääkisin interdistsiplinaarse uurimiskeskuse füüsika kraadiõppuriga Belgias. Üliõpilane Franky rääkis mulle mõnest paradoksist, mis inspireeris kvantmehaanikat. Üks paradoks on vaatleja efekt: me ei saa kvantosakestest midagi teada ilma selle mõõtmist teostamata, kuid kvantosakesed on nii tundlikud, et igasugune mõõtmine, mida võime teha, muudab osakese olekut vältimatult, hävitades selle üldiselt täielikult!

Mässimisefüüsika

Teine paradoks on see, et kvantosakesed saavad suhelda nii sügavalt, et nad kaotavad oma individuaalse identiteedi ja käituvad ühtsena. Veelgi enam, vastastikuse mõju tulemusena saadakse uus üksus, mille omadused erinevad mõlemast selle koostisosast. Kui see juhtub, ei ole võimalik üht mõõta teist mõjutamata ja vastupidi. Sellise kokkusulamise või lahendamise lahendamiseks tuli välja töötada täiesti uut tüüpi matemaatika takerdumine, nagu seda nimetatakse. See teine ​​paradoks - takerdumine - võib olla sügavalt seotud esimese paradoksi - vaatleja efektiga - selles mõttes, et kui vaatleja teeb mõõtmise, võivad vaatlejast ja vaadeldavast saada takerdunud süsteem.

Mõisted

Märkasin Frankyle, et mõistete kirjeldamisel tekivad sarnased paradoksid. Üldiselt arvatakse, et mõisted on need, mis võimaldavad meil tõlgendada olukordi varasemate olukordade mõistes, mis on meie hinnangul praegusega sarnased. Need võivad olla konkreetsed, nagu tool, või abstraktsed, nagu ILU. Traditsiooniliselt on neid vaadeldud kui sisemisi struktuure, mis esindavad maailmas olevate üksuste klassi. Kuid üha enam arvatakse, et neil pole kindlat esindusstruktuuri, nende struktuuri mõjutavad dünaamiliselt kontekstid, milles nad tekivad.

Näiteks kontseptsiooni BABY saab rakendada päris inimlapsele, plastikust nukule või tordile glasuuriga maalitud väikesele pulgakujule. Laulukirjutaja võib mõelda BABY-le kontekstis, kus on vaja sõna, mis võib-olla riimib. Ja nii edasi. Kui varem arvati, et mõistete põhifunktsiooniks on üksuste tuvastamine konkreetse klassi eksemplaridena, siis üha enam nähakse, et need mitte ainult ei tähenda, vaid osalevad aktiivselt tähenduse genereerimisel. Näiteks kui väikesele mutrivõtmele viidatakse kui BABY WRENCH-ile, siis ei püüta tuvastada mutrivõtit BABY-i eksemplarina ega identifitseerida imikut WRENCH-i eksemplarina. Seega teevad kontseptsioonid midagi peenemat ja keerulisemat kui asjade sisemine esindamine välises maailmas.

Mis see "midagi enamat" on ja kuidas see toimib, võib täna olla psühholoogia kõige olulisem ülesanne; see on ülitähtis inimmõtte kohanemisvõime ja kompositsioonilisuse mõistmiseks. Näiteks on oluline mõista, kuidas maalid, filmid või tekstilõigud kokku saavad, et meie jaoks oleks tähendus, mis pole mitte ainult nende sõnade või muude kompositsioonielementide summa.

Selle „millegi enama” käsitlemiseks on vaja mõistete matemaatilist teooriat. Psühholoogid püüdsid aastakümneid arendada mõistete matemaatilist teooriat. Ehkki neil õnnestus üsna hästi välja tulla teooriatega, mis võiksid kirjeldada ja ennustada, kuidas inimesed käituvad üksikute eraldatud mõistetega, ei suutnud nad välja pakkuda teooriat, mis kirjeldaks ja ennustaks, kuidas inimesed mõistete kombinatsioonide või vastastikmõjudega toime tulevad, või isegi teooria, mis võiks kirjeldada, kuidas nende tähendused erinevates kontekstides ilmnedes paindlikult nihkuvad. Ja nähtused, mis raskendasid mõistete matemaatilise teooria väljamõtlemist, meenutavad väga neid nähtusi, mis raskendasid kvantosakeste käitumist kirjeldava teooria väljatöötamist!

Vaatleja mõju kontseptsioonidele

Nii kvantmehaanika kui ka mõistete paradokside keskmes on selle mõju Sisu . Kvantmehaanikas on mõiste a põhiolukord, olek, milles osake on siis, kui ta ei suhtle ühegi teise osakesega, st kui ükski kontekst seda ei mõjuta. See on maksimaalse olek potentsiaalsus kuna sellel on võimalus avaldada paljusid erinevaid viise, arvestades erinevaid kontekste, millega ta võiks suhelda. Kohe, kui osake hakkab põhiseisundist lahkuma ja mõõtmise mõjule langema, kaupleb see osa sellest aktuaalsuse potentsiaalist; selle mõõtmine on tehtud ja selle mõnest aspektist paremini aru saada. Samamoodi, kui te ei mõtle kontseptsioonile, näiteks mõni minut tagasi kontseptsioon TABEL, võis see teie meeltes olla täiesti potentsiaalses olekus. Sel hetkel võis mõiste TABEL kehtida KITHCEN TABELile, POOL TABELile või isegi MULTIPLICATION TABELile. Kuid mõni sekund tagasi sattus sõna TABEL lugemisel kohe selle artikli lugemise konteksti mõju alla. Mõistekombinatsiooni POOL TABLE lugedes muutusid TABLE'i potentsiaali mõned aspektid kaugemaks (näiteks selle potentsiaal toidu hoidmiseks), teised aga konkreetsemaks (näiteks selle võimalus veeretavate pallide hoidmiseks). Iga konkreetne kontekst äratab potentsiaalses elus mõned aspektid, matates samas muid aspekte.

Seega, kuigi kvantüksuse omadustel ei ole kindlaid väärtusi, välja arvatud mõõtmise kontekstis, ei ole mõiste tunnustel või omadustel kindlat rakendatavust, välja arvatud konkreetse olukorra kontekstis. Kvantmehaanikas mõjutab mõõtmine kvantüksuse olekuid ja omadusi süsteemselt ja matemaatiliselt hästi modelleeritult. Samamoodi värvib kontekst, milles mõistet kogetakse, paratamatult seda, kuidas inimene seda mõistet kogeb. Sellele võiks viidata kui mõistete vaatlejaefektile.

Mõistete põimimine

Mõistete jaoks pole mitte ainult „vaatlejaefekt”, vaid ka „takerdumisefekt”. Selle selgitamiseks kaaluge mõistet SAAR. Kui kunagi oli mõiste identifitseeriv või määratlev tunnus, siis tähendab see seda, et mõiste „saar” on „ümbritsetud veega”. Kindlasti on ‘veest ümbritsetud’ saarel olemise tähenduses keskne, eks? Kuid ühel päeval märkasin, et ütleme kogu aeg „köögisaar”, ilma et oleks oodanud, et asi, millele viidame, on veega ümbritsetud (tõepoolest oleks häiriv, kui see olid veega ümbritsetud!) Kui KITHCEN ja ISLAND kokku saavad, ilmnevad neil omadused, mida ei saa ennustada ei köökide ega saarte omaduste põhjal. Neist saab kokku üks tähenduseüksus, mis on suurem kui koosseisuliste mõistete oma. Selline mõistete ühendamine uutel ja ootamatutel viisidel on inimese intelligentsuse jaoks keskne ja see on loomeprotsessi süda ning seda võib käsitleda mõistete takerdumisprobleemina.

Kvantmehaanika rakendamine millegi kontseptsioonisarnase jaoks võib tunduda kohutav, ajaloolises kontekstis on see nii kummaline käik. Paljud ajalooliselt füüsika alla kuulunud teooriad on nüüd klassifitseeritud matemaatika osaks, näiteks geomeetria, tõenäosusteooria ja statistika. Ajal, mil neid peeti füüsikaks, keskendusid nad füüsikaga seotud maailma osade modelleerimisele. Geomeetria puhul olid selleks ruumikujud ning tõenäosusteooria ja statistika korral füüsikalises reaalsuses ebakindlate sündmuste süsteemne hinnang. Need algselt füüsikalised teooriad on nüüdseks omandanud oma abstraktsemad vormid ja neid saab hõlpsasti rakendada ka teistes teaduse valdkondades, sealhulgas inimteadustes, kuna neid peetakse matemaatikaks, mitte füüsikaks. (Veelgi lihtsam näide sellest, kuidas matemaatikateooria on rakendatav kõigis teadmiste valdkondades, on arvuteooria. Oleme kõik nõus, et loendamist, aga ka liitmist, lahutamist ja nii edasi saab teha sõltumata loendatava objekti olemusest. .)

Just selles mõttes hakkasin mõtlema kvantmehaanikast pärinevate matemaatiliste struktuuride abil mõistete kontekstuaalse teooria ülesehitamiseks, lisamata neile mikromaailmas rakendatuna neile omistatavat füüsilist tähendust. Rääkisin sellest ideest põnevusega oma doktorinõunikule Diederik Aertsile. Valetaja paradoksi kirjeldamiseks oli ta juba kasutanud kvantmehaanika üldistusi (nt kuidas lugedes sellist lauset nagu „See lause on vale”, lülitub su meel edasi-tagasi „tõese” ja „mitte tõese” vahel). Kui oleks keegi, kes oskaks kvantstruktuuride mõistetele rakendamise ideed hinnata, oleks see kindlasti tema. Kui ma talle aga ütlesin, ütles ta, et tehnilistel põhjustel ei toimi see, mida ma üritasin teha.

Ma ei saanud sellest ideest siiski aru anda. Intuitiivselt tundus see õige. Ja see osutus, ka minu nõunik ei saanud seda teha. Mõlemad jäime sellele mõtlema. Ja järgnevatel kuudel hakkas tunduma, nagu oleks meil mõlemal õigus olnud. See tähendab, et minu pakutud matemaatiline lähenemisviis oli vale, kuid põhiidee oli õige või vähemalt oli selle saavutamiseks võimalus.

Nüüd, üle kümne aasta hiljem, töötab inimeste kogukond selle ja muude kvantmehaanika seotud rakenduste kallal selle nimel, kuidas meel käsitleb sõnu, mõisteid ja otsuseid, mis on ajakirja matemaatilise psühholoogia ajakirja spetsiaalne väljaanne. teema ja iga-aastane konverents "Quantum Interaction", mis on peetud Oxfordis ja Stanfordis. Selle kohta toimus kognitiivteaduste seltsi 2011. aasta aastakoosolekul isegi sümpoosion. See ei ole psühholoogia peavoolu haru, kuid pole ka nii narmastav kui kunagi varem.

Ühes teises postituses käsitlen uut kummalist „mitteklassikalist” matemaatikat, mis töötati välja kvantosakeste käitumise kirjeldamiseks ning kuidas seda on kasutatud mõistete kirjeldamisel ja kuidas need meie mõtetes vastastikmõjus on. Jätkub.....