Platform asas yang sama yang membolehkan kucing Schrödinger sama-sama hidup dan mati, dan juga bermakna dua zarah boleh "bercakap antara satu sama lain" bahkan di seberang jarak galaksi, dapat membantu menjelaskan kemungkinan fenomena paling misterius: tingkah laku manusia.
Fizik kuantum dan psikologi manusia mungkin kelihatan sama sekali tidak berkaitan, tetapi sesetengah saintis berfikir bahawa kedua-dua bidang itu bertindih dengan cara yang menarik. Kedua-dua disiplin ini cuba untuk meramalkan bagaimana sistem yang tidak teratur boleh berlaku pada masa akan datang. Perbezaannya adalah bahawa satu bidang bertujuan untuk memahami sifat asas zarah fizikal, sementara usaha lain untuk menerangkan manusia sifat - bersama dengan kejatuhannya yang wujud.
"Para saintis kognitif mendapati terdapat banyak tingkah laku manusia yang tidak rasional," kata Xiaochu Zhang, seorang biophysicist dan ahli neurologi di Universiti Sains dan Teknologi China di Hefei, memberitahu Live Science dalam e-mel. Teori-teori klasik tentang cubaan membuat keputusan untuk meramalkan apa pilihan seseorang akan diberikan diberi parameter tertentu, tetapi manusia yang tidak faham tidak selalu berkelakuan seperti yang diharapkan. Penyelidikan terkini menunjukkan bahawa kelewatan logik ini "boleh dijelaskan dengan baik oleh teori kebarangkalian kuantum," kata Zhang.
Zhang berdiri di kalangan penyokong kognium kuantum yang dipanggil. Dalam satu kajian baru yang diterbitkan pada 20 Januari di jurnal Nature Human Behavior, dia dan rakan-rakannya menyiasat bagaimana konsep yang dipinjam dari mekanik kuantum dapat membantu psikolog yang lebih baik meramalkan pembuatan keputusan manusia. Semasa merakam apa keputusan yang dilakukan orang terhadap tugas psikologi yang terkenal, pasukan juga memantau aktiviti otak peserta. Imbasan mengetengahkan kawasan otak tertentu yang mungkin terlibat dalam proses pemikiran seperti kuantum.
Kajian itu adalah "yang pertama untuk menyokong idea kuantum kognisi di peringkat saraf," kata Zhang.
Cool - sekarang apa maksudnya?
Ketidakpastian
Mekanik kuantum menggambarkan perilaku zarah kecil yang membentuk semua perkara di alam semesta, iaitu atom dan komponen subatomnya. Satu teori teorinya menunjukkan banyak ketidakpastian di dunia ini yang sangat kecil, sesuatu yang tidak dilihat pada skala yang lebih besar. Sebagai contoh, di dunia yang besar, seseorang dapat tahu di mana kereta api berada di laluannya dan seberapa cepat perjalanannya, dan memandangkan data ini, seseorang dapat meramalkan apabila kereta api itu tiba di stesen seterusnya.
Sekarang, suruh kereta api untuk elektron, dan kuasa ramalan anda hilang - anda tidak boleh mengetahui lokasi dan momentum sebenar elektron tertentu, tetapi anda boleh mengira kebarangkalian bahawa zarah itu mungkin muncul di tempat tertentu, perjalanan di kadar tertentu. Dengan cara ini, anda boleh mendapatkan idea yang kurang jelas mengenai apa yang mungkin dilakukan oleh elektron.
Sama seperti ketidakpastian merangkumi dunia subatomik, ia juga meresap ke dalam proses membuat keputusan kami, sama ada kita sedang membahaskan siri baru ini untuk pesta atau pemilihan undi dalam pemilihan presiden. Di sinilah mekanik kuantum masuk. Tidak seperti teori-teori teori membuat keputusan, dunia kuantum memberi ruang untuk tahap ... ketidakpastian.
Teori psikologi klasik terletak pada idea bahawa orang membuat keputusan untuk memaksimumkan "ganjaran" dan meminimumkan "hukuman" - dengan kata lain, untuk memastikan tindakan mereka menghasilkan hasil yang lebih positif daripada akibat negatif. Logik ini, yang dikenali sebagai "pembelajaran pengukuhan," adalah sejajar dengan pengkondisian Pavlon, di mana orang belajar untuk meramalkan akibat dari tindakan mereka berdasarkan pengalaman masa lalu, menurut laporan 2009 dalam Journal of Mathematical Psychology.
Jika benar-benar dikekang oleh rangka kerja ini, manusia secara konsisten akan menimbang nilai objektif dua pilihan sebelum memilih antara mereka. Tetapi pada hakikatnya, orang tidak selalu bekerja seperti itu; perasaan subjektif mereka mengenai keadaan yang menjejaskan keupayaan mereka untuk membuat keputusan yang objektif.
Ketua dan ekor (pada masa yang sama)
Pertimbangkan satu contoh:
Bayangkan anda meletakkan pertaruhan sama ada duit syiling yang melambung akan jatuh ke atas kepala atau ekor. Ketua memberi anda $ 200, kos ekor anda $ 100, dan anda boleh memilih untuk melemparkan duit syiling dua kali. Apabila diletakkan dalam senario ini, kebanyakan orang memilih untuk mengambil pertaruhan dua kali tanpa mengira sama ada keputusan lontaran awal menang atau kerugian, menurut satu kajian yang diterbitkan pada tahun 1992 dalam jurnal Cognitive Psychology. Kemungkinan besar, pemenang bertaruh untuk kedua kalinya kerana mereka berdiri untuk mendapatkan wang tidak kira apa pun, sementara para pecundang bertaruh untuk memulihkan kerugian mereka, dan kemudian beberapa. Walau bagaimanapun, jika pemain tidak dibenarkan mengetahui hasil duit syiling pertama, mereka jarang membuat perjudian kedua.
Apabila diketahui, flip pertama tidak mempengaruhi pilihan yang berikut, tetapi apabila tidak diketahui, ia membuat semua perbezaan. Paradoks ini tidak sesuai dalam rangka pembelajaran penguatan klasik, yang meramalkan bahawa pilihan objektif harus selalu sama. Sebaliknya, mekanik kuantum mengambil kira ketidakpastian dan sebenarnya meramalkan hasil ganjil ini.
"Seseorang dapat mengatakan bahawa model pengambilan kuantum berasaskan 'kuantum' merujuk kepada kebiasaan penggunaan kuantum dalam bidang kognisi," kata Emmanuel Haven dan Andrei Khrennikov, pengarang buku teks "Sains Sosial Kuantum" (Cambridge University Press, 2013), memberitahu Live Science dalam e-mel.
Sama seperti elektron tertentu mungkin berada di sini atau di sana pada masa yang tertentu, mekanik kuantum mengandaikan bahawa pancaran duit syiling pertama menghasilkan kedua-dua kemenangan dan kerugian, secara serentak. (Dengan kata lain, dalam percubaan pemikiran yang terkenal, kucing Schrödinger sama-sama hidup dan mati.) Semasa ditangkap dalam keadaan samar-samar ini, yang dikenali sebagai "superposisi," pilihan muktamad individu tidak diketahui dan tidak dapat diramalkan. Mekanik kuantum juga mengakui bahawa keyakinan orang tentang keputusan keputusan yang diberikan - sama ada ia baik atau buruk - sering mencerminkan pilihan akhir mereka. Dengan cara ini, kepercayaan orang berinteraksi, atau menjadi "terikat," dengan tindakan akhirnya.
Zarah-zarah subatomik juga boleh terikat dan mempengaruhi tingkah laku setiap orang walaupun dipisahkan dengan jarak yang jauh. Sebagai contoh, mengukur tingkah laku zarah yang terdapat di Jepun akan mengubah tingkah laku rakan kongsi yang tersangkut di Amerika Syarikat. Dalam psikologi, analogi yang sama boleh ditarik antara kepercayaan dan tingkah laku. "Ini adalah tepat interaksi ini," atau keadaan gusar, "yang mempengaruhi hasil pengukuran," kata Haven dan Khrennikov. Hasil pengukuran, dalam hal ini, merujuk kepada pilihan terakhir yang dilakukan oleh individu. "Ini boleh dirumus dengan bantuan probabiliti kuantum."
Para saintis dapat secara matematik memodelkan keadaan tindak balas ini - di mana dua zarah saling mempengaruhi walaupun mereka dipisahkan dengan jarak yang jauh - seperti yang ditunjukkan dalam laporan 2007 yang diterbitkan oleh Persatuan untuk Kemajuan Kepintaran Buatan. Dan yang luar biasa, formula akhir dengan tepat meramalkan hasil paradoks dari paradigma duit syiling syiling. "Kelewatan dalam logik dapat dijelaskan dengan lebih baik dengan menggunakan pendekatan berasaskan kuantum," kata Haven dan Khrennikov.
Pertaruhan pada kuantum
Dalam kajian baru mereka, Zhang dan rakan-rakannya mengetengahkan dua model keputusan berasaskan kuantum terhadap 12 model psikologi klasik untuk melihat yang terbaik meramalkan tingkah laku manusia semasa tugas psikologi. Percubaan, dikenali sebagai Tugas Perjudian Iowa, direka untuk menilai kemampuan orang untuk belajar daripada kesilapan dan menyesuaikan strategi membuat keputusan mereka dari masa ke masa.
Dalam tugas itu, para peserta mengambil empat dek kad. Setiap kad boleh menghasilkan wang pemain atau membiayai wang mereka, dan objek permainan adalah untuk mendapatkan wang sebanyak mungkin. Penangkapan terletak pada bagaimana setiap dek kad disusun. Melukis dari satu geladak boleh mendapat pemain sejumlah besar wang dalam jangka pendek, tetapi ia akan menelan belanja lebih banyak pada akhir permainan. Dek lain memberikan sejumlah wang yang lebih kecil dalam jangka pendek, tetapi lebih sedikit penalti secara keseluruhan. Melalui permainan, pemenang belajar terutamanya dari dek yang "lambat dan mantap", sementara rugi merebut dari dek yang menghasilkan wang tunai yang cepat dan penalti yang curam.
Secara historis, mereka yang mempunyai ketagihan dadah atau kerosakan otak melakukan lebih teruk pada Tugas Perjudian Iowa daripada peserta yang sihat, yang menunjukkan bahawa keadaan mereka merosakkan kebolehan membuat keputusan, seperti yang ditekankan dalam sebuah kajian yang diterbitkan pada tahun 2014 dalam jurnal Applied Neuropsychology: Child. Corak ini berlaku dalam eksperimen Zhang, termasuk kira-kira 60 peserta yang sihat dan 40 yang ketagih nikotin.
Kedua-dua model kuantum membuat ramalan serupa dengan yang paling tepat di kalangan model klasik, kata para penulis. "Walaupun model tidak terlalu mengatasi ... seseorang harus menyedari bahawa kerangka kerja masih dalam masa kanak-kanak dan tidak diragukan lagi memerlukan kajian tambahan," tambah mereka.
Untuk meningkatkan nilai kajian mereka, pasukan mengambil imbasan otak setiap peserta apabila mereka menyelesaikan tugas Perjudian Iowa. Dengan berbuat demikian, penulis cuba mengintip apa yang sedang berlaku di dalam otak apabila peserta belajar dan menyesuaikan strategi permainan mereka dari masa ke masa. Hasil yang dijana oleh model kuantum meramalkan bagaimana proses pembelajaran ini akan dibentangkan, dan oleh itu, penulis menilai bahawa titik panas aktiviti otak mungkin ada kaitan dengan ramalan model.
Imbasan itu mendedahkan beberapa kawasan otak aktif dalam peserta yang sihat semasa bermain permainan, termasuk pengaktifan beberapa lipatan besar di dalam lobus frontal yang diketahui terlibat dalam membuat keputusan. Walau bagaimanapun, dalam kumpulan merokok, tiada titik panas aktiviti otak seolah-olah terikat dengan ramalan yang dibuat oleh model kuantum. Oleh kerana model itu mencerminkan keupayaan peserta untuk belajar daripada kesilapan, hasilnya mungkin menggambarkan masalah pengambilan keputusan dalam kumpulan merokok, kata para penulis.
Walau bagaimanapun, "kajian lanjut adalah wajar" untuk menentukan apa perbezaan fungsi otak ini benar-benar mencerminkan perokok dan bukan perokok, tambah mereka. "Gandingan model seperti kuantum dengan proses neurofisiologi di otak ... adalah masalah yang sangat kompleks," kata Haven dan Khrennikov. "Kajian ini sangat penting sebagai langkah pertama ke arah penyelesaiannya."
Model pembelajaran penguatan klasik telah menunjukkan "kejayaan besar" dalam kajian emosi, gangguan psikiatri, tingkah laku sosial, kehendak bebas dan banyak fungsi kognitif lain, kata Zhang. "Kami berharap pembelajaran tetulang kuantum juga akan memberi penerangan, memberikan pandangan yang unik."
Masanya, mungkin mekanik kuantum akan membantu menjelaskan kelemahan yang meresap dalam logik manusia, serta bagaimana kejatuhan itu dapat dilihat pada tahap neuron individu.
