玄妙至极的量子认知,能否解释人类的不理性行为?

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本文转载自机器之心  原文来自theatlantic,作者Julie Beck

量子意识,是一个将量子物理学的原理应用到心理学上的新兴理论。量子力学理论通过对原子以及组成原子的微小粒子的行为作出精确预测而获得了认可。没人真的理解量子力学意味着什么,但是它的确有效。这就是它的吸引力,因此其它领域的学者们可能想要借取量子力学的见解也是可理解的了。

「量子认知」(quantum cognition)是一个新理论,它认为量子力学背后的数学原理可以被用来更好的理解另一个非常令人费解的研究领域——人类行为。 俄亥俄州立大学,印第安纳大学和昆士兰科技大学的研究员们近日发表了两篇解释这个新兴理论的评论文章。当人们以一种在经典概率论下看起来不合理的方式行动时,量子模型特别有用。

「有趣的是,当我们认为某件事在决策制定中是不合理的时候,那是因为它违背了某些经典的、基于概率的决策模型可能预测的结果。但是人类并不以这种方式行动。」王征(Zheng Joyce Wang)说到,她是俄亥俄州立大学通信系的助理教授以及这两篇文章的合作作者。

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以经典的囚徒困境为例,两个罪犯被提供相互告密的机会。如果一个人告密,另一个人没有,告密者无罪释放而另一个囚犯要服刑三年。如果两个人都告密,分别服刑两年。如果两个人都不告密,每个人服刑一年。假设玩家从个人利益角度行动,他们通常会选择告密。但是研究表明人们经常会选择合作。

经典概率论无法解释这个现象。假设第一个玩家确定知道第二个玩家会合作,那么背叛是合情合理的事。假设第一个玩家确定知道第二个玩家会背叛,那么背叛也合情合理。既然不管另一个玩家会怎么做,背叛都是最优解,那么逻辑上来说第一个玩家不管怎样都应该背叛。

对于为什么第一个玩家最后可能选择合作的一个量子解释是,当一个玩家不确定另一个玩家的行为时,就像是薛定谔的猫的情境。在第一个玩家的意识中,另一个玩家同时具有合作的可能性和背叛的可能性。王征说,每种可能性都像一列思想波(thought wave),并且像各种波(光,声,水)通常所表现的那样,它们能相互干扰。由于排布方式不同,它们既可能相互抵消成一列更弱的波,也有可能相互增强成一列更强的波。如果「另一个玩家会选择合作」这列思想波在一个玩家的意识中得到增强,那么他可能也会选择合作。

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Quantum Models of Cognition and Decision

根据Jerome Busemeyer和Peter Bruza的《认知与决策的量子模式》(Quantum Models of Cognition and Decision)一书,决策的做出会将思想波瓦解为粒子。他们在书中写道:「我们认为,不确定状态的波属性体现的是冲突、含糊、迷惑和不确定性这类精神体验;而确定状态的粒子属性体现的则是冲突消解,果决及确定性此类精神体验。」 回答问题这一行为会将人由波「状态」移至粒子「状态」,由不确定性转为确定性。量子物理学中的「观察者效应」指的是对粒子状态的测量如何恰好改变着你试图进行测量的状态。相似地,问一个人心理状态如何亦会改变她的心理状态。比如我跟一个朋友讲到我马上就要面临绩效评价,我也不太确定我对这件事的感受,可是如果她问我「你紧张么?」就大概会让我想到我该紧张的种种理由。可能在她问之前我还没觉得紧张,但是她一问我多半就会这样回答,「是啊,挺紧张!」 也不是每次有人问你问题时都会发生这样的事——有些问题你就是知道答案,不需要临场去想,这就意味着可能不存在观察者效应。Busemeyer 和 Bruza写道:「对于很多问题你确实有一个备好的答案,只须需时找出(比如你有没有读过某本书),但是有些则是新的更为复杂的问题,你需要根据你当前状态和所处情境来构建一个答案(比如你喜不喜欢那本书的道德主题)。」

「我们能力有限。我们明白我们无法同时思考每件事。」

量子认知中的另一个关键概念是「互补性」。如果两个概念不能同时成立,你无法同时想到这两者,这两个概念即为互补。这类似于量子物理学中的不确定原则,该原则认为,如果你确定一个粒子在空间中的位置,那你一定不能确定它的速度,反之亦成立。转移到做出决策上,这就意味着如果你确定自己对一件事的想法,你就不可能同时确定对另一件事的想法。 王征说:「我们能力有限。这并不新鲜,我们明白我们无法同时思考每件事。」但是我们可以同时思考一些事,例如一个人可以同时知道TA的名字和年龄,这是可以并存的两件事。你可以以任意顺序问出「你叫什么」和「你多大了」这两个问题并得到同样的答案,这就是经典概率论发挥作用的地方。但是如果答案是不可并存的,则问问题的顺序就变得重要起来。下面是一个引自 Busemeyer/Bruza书中的例子:

假设一个男孩直接被问「你开心吗」,通常的回答是「非常棒」。然而,如果这个男孩一开始被问及「你的上次约会是什么时候」,接着他可能会回答「似乎是很久以前。」随着这个让他若有所思的回答之后,下一个有关开心的问题所获得的回答就不那么阳光灿烂了。

在这个例子中,在问「你开心吗」之前,问及「你的上一次约会是什么时候」,使得男孩将开心与感情成功与否联系在一起,而这也与未来有关。这种解释很有意义,但就像很多顺序效应的非量子解释,仅仅是「模糊的、大体的、非书面的」,王征说。 她接着说「直觉上,这种解释当然是有意义的,第一个问题的提出改变了男孩回答第二个问题的语境,问题是这并不精确,而且难以验证。」

量子概率论可以得出这种直觉性答案,并展示其如何与数学协作。王征和其同事之前的工作表明在70个不同的国家调查中,量子模型能够预测顺序效应。但没有一个表明大脑是一个量子机器。它可能是,但是我们不知道。但不管怎样,科学家依然可以使用量子概率论去预测行为并对之建模。 通过量子理论,所有那些在经典概率论看来不合常理的行为都变的可以解释了(并且,经典概率论可以解释的,量子概率论也可以解释,这使得王征认为「经典概率论是量子概率论的一个特例。」) 王征说:「理性与否,本身就依赖于你如何定义理性;如果理性与理论完美相符,那么理论是理性的,一种量子式的理性。」

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