Ερευνητές εξηγούν την λήψη αποφάσεων από τον άνθρωπο με τη χρήση της θεωρίας της κβαντικής φυσικής (video)

Από Egno Editorial στις 21 Σεπτεμβρίου 2015

Την επόμενη φορά που κάποιος σας κατηγορήσει για μια παράλογη απόφαση, απλώς εξηγήστε του ότι υπακούτε στους νόμους της κβαντικής φυσικής. Μια νέα τάση που διαμορφώνεται στην επιστήμη της ψυχολογίας όχι μόνο χρησιμοποιεί την κβαντική φυσική για να εξηγήσει την παράδοξη (μερικές φορές) σκέψη των ανθρώπων, αλλά μπορεί επίσης να βοηθήσει τους ερευνητές να επιλύσουν ορισμένες αντιφάσεις μεταξύ των αποτελεσμάτων προηγούμενων ψυχολογικών μελετών.

Σύμφωνα με την Zheng Joyce Wang και άλλους, που προσπαθούν να μοντελοποιήσουν με μαθηματικά τις διαδικασίες λήψης των αποφάσεών μας, οι εξισώσεις και τα αξιώματα που ταιριάζουν περισσότερο με την ανθρώπινη συμπεριφορά μπορεί να είναι όπως αυτά που έχουν τις ρίζες τους στην κβαντική φυσική. «Έχουμε συσσωρεύσει τόσα πολλά παράδοξα ευρήματα στο πεδίο της γνωστικής λειτουργίας και ιδίως στη λήψη αποφάσεων», δήλωσε η Wang, αναπληρωτής καθηγήτρια της επικοινωνίας και διευθύντρια στο Εργαστήριο Επικοινωνίας και Ψυχοφυσιολογίας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Ohio. «Κάθε φορά που προκύπτει κάτι που δεν είναι σύμφωνο με τις κλασσικές θεωρίες, συχνά το επισημαίνουμε ως «παράλογο». Αλλά από τη σκοπιά της κβαντικής νόησης, ορισμένα ευρήματα δεν είναι πια παράλογα. Είναι σύμφωνα με την κβαντική θεωρία και με το πώς πραγματικά συμπεριφέρονται οι άνθρωποι».

Σε δύο νέες μελέτες σε ακαδημαϊκά περιοδικά, η Wang και οι συνεργάτες της διευκρινίζουν τη νέα θεωρητική τους προσέγγιση στην ψυχολογία. Η μια μελέτη δημοσιεύεται στο Current Directions in Psychological Science και η άλλη στο Trends in Cognitive Sciences. Η εργασία τους δείχνει ότι η σκέψη με ένα κβαντικό τρόπο, ουσιαστικά μη ακολουθώντας μια συμβατική προσέγγιση που βασίζεται στην κλασική θεωρία πιθανοτήτων, επιτρέπει στους ανθρώπους να παίρνουν σημαντικές αποφάσεις παρά την αβεβαιότητα και επιτρέπει να αντιμετωπίζονται πολύπλοκα ερωτήματα παρά τους περιορισμένους νοητικούς πόρους.

Όταν οι ερευνητές προσπάθησαν να μελετήσουν την ανθρώπινη συμπεριφορά χρησιμοποιώντας μόνο κλασικά μαθηματικά μοντέλα της λογικής, δεν υπολογίζονται ορισμένες πτυχές της ανθρώπινης συμπεριφοράς. Από την κλασική άποψη, αυτές οι συμπεριφορές φαίνονται παράλογες, εξήγησε η Wang. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες από καιρό γνωρίζουν ότι η σειρά με την οποία οι ερωτήσεις υποβάλλονται σε μια έρευνα μπορεί να αλλάξει το πώς απαντούν οι άνθρωποι, ένα αποτέλεσμα που προηγουμένως πιστεύονταν ότι οφείλεται σε επιδράσεις που επισημαίνονται αμυδρές, όπως οι «μεταφερόμενες επιδράσεις» και η «αγκίστρωση και προσαρμογή», ή ο θόρυβος στα δεδομένα. Ερευνητικοί οργανισμοί κανονικά αλλάζουν τη σειρά των ερωτήσεων μεταξύ των ερωτούμενων, ελπίζοντας να ακυρώσουν αυτή την επίδραση. Όμως, στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών του περασμένου έτους, η Wang και οι συνεργάτες της έδειξαν ότι η επίδραση αυτή μπορεί να προβλεφθεί με ακρίβεια και να εξηγηθεί από μια κβαντική άποψη της συμπεριφοράς των ανθρώπων.

Σκεφτόμαστε συνήθως την κβαντική φυσική να περιγράφει τη συμπεριφορά των υποατομικών σωματιδίων, όχι τη συμπεριφορά των ανθρώπων. Αλλά η ιδέα δεν είναι τόσο παρατραβηγμένη, δήλωσε η Wang. Τόνισε, επίσης, ότι το ερευνητικό της πρόγραμμα δεν υποθέτει, ούτε προτείνει ότι οι εγκέφαλοί μας είναι κυριολεκτικά κβαντικοί υπολογιστές. Άλλες ερευνητικές ομάδες εργάζονται πάνω σε αυτή την ιδέα. Η Wang και οι συνεργάτες της δεν εστιάζουν στις φυσικές πτυχές του εγκεφάλου, αλλά μάλλον για το πώς αφηρημένες μαθηματικές αρχές της κβαντικής θεωρίας μπορεί να ρίξουν φως στην ανθρώπινη νόηση και τις συμπεριφορές.

«Στις κοινωνικές και συμπεριφορικές επιστήμες στο σύνολό τους, χρησιμοποιούμε ως επί το πλείστον μοντέλα πιθανότητας», είπε. «Για παράδειγμα, ρωτάμε, ποια είναι η πιθανότητα ότι ένα άτομο θα ενεργήσει με έναν ορισμένο τρόπο ή θα πάρει μια ορισμένη απόφαση; Παραδοσιακά, αυτά τα μοντέλα βασίζονται όλα στην κλασική θεωρία πιθανοτήτων, η οποία προέκυψε από την κλασσική φυσική των Νευτώνειων συστημάτων. Έτσι, πραγματικά δεν είναι τόσο εξωτικό για τους κοινωνικούς επιστήμονες να σκεφτούν σχετικά με τα κβαντικά συστήματα και μαθηματικές αρχές τους».

Η κβαντική φυσική ασχολείται με την ασάφεια στον φυσικό κόσμο. Η κατάσταση ενός συγκεκριμένου σωματιδίου, η ενέργειά του, η θέση του, είναι όλα αβέβαια και θα πρέπει να υπολογίζονται με όρους πιθανοτήτων. Η κβαντική γνωστική λειτουργία είναι αυτό που συμβαίνει όταν οι άνθρωποι πρέπει να αντιμετωπίσουν τη νοητική ασάφεια. Μερικές φορές δεν είμαστε σίγουροι για το πώς αισθανόμαστε, ή αισθανόμαστε ασαφώς σχετικά με το ποια επιλογή να διαλέξουμε, ή ότι πρέπει να πάρουμε αποφάσεις με βάση περιορισμένες πληροφορίες.

«Ο εγκέφαλός μας δεν μπορεί να αποθηκεύσει τα πάντα. Δεν έχουμε πάντοτε καθαρές στάσεις για τα πράγματα. Αλλά όταν μου θέτετε ένα ερώτημα, όπως «Τι θέλετε για δείπνο;» Θα πρέπει να το σκεφτώ πάνω σε αυτό και να επινοήσω ή να κατασκευάσω μια καθαρή απάντηση», δήλωσε η Wang. «Αυτό είναι κβαντική γνωστική λειτουργία».

«Νομίζω ότι ο μαθηματικός φορμαλισμός που παρέχεται από την κβαντική θεωρία είναι συνεπής με αυτό που νιώθουμε διαισθητικά ως ψυχολόγοι. Η κβαντική θεωρία μπορεί να μην είναι καθόλου διαισθητική όταν χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις συμπεριφορές του σωματιδίου, αλλά στην πραγματικότητα είναι αρκετά διαισθητική όταν χρησιμοποιείται για να περιγράψει τυπικά αβέβαια και ασαφή μυαλά».

Η Wang χρησιμοποίησε το παράδειγμα της γάτας του Schrödinger, το νοητικό πείραμα στο οποίο μια γάτα μέσα σε ένα κουτί έχει κάποια πιθανότητα να είναι ζωντανή ή νεκρή. Και οι δύο δυνατότητες είναι πιθανές στο μυαλό μας. Υπό αυτή την έννοια, η γάτα έχει πιθανότητα να είναι ζωντανή ή νεκρή ταυτόχρονα. Το φαινόμενο ονομάζεται κβαντική υπέρθεση. Όταν ανοίξουμε το κουτί οι δύο δυνατότητες δεν υπερτίθενται πλέον και η γάτα πρέπει να είναι είτε ζωντανή είτε νεκρή.

Με την κβαντική γνωστική λειτουργία, είναι σαν κάθε απόφαση που παίρνουμε να είναι η δική μας μοναδική γάτα του Schrödinger. Καθώς αναλογιζόμαστε τις επιλογές μας, τις οραματιζόμαστε με τα μάτια του μυαλού μας. Για μια φορά, όλες οι επιλογές συνυπάρχουν με διαφορετικούς βαθμούς πιθανότητας ότι θα τις επιλέξουμε: Αυτό είναι υπέρθεση. Στη συνέχεια, όταν εστιάσουμε την προσοχή μας στην επιλογή που προτιμάμε, οι άλλες επιλογές παύουν να υπάρχουν για μας.

Το έργο της μοντελοποίησης αυτής της διαδικασίας με μαθηματικά είναι εν μέρει δύσκολο, επειδή κάθε πιθανή έκβαση προσθέτει διαστάσεις στην εξίσωση. Για παράδειγμα, ένας ψηφοφόρος του κόμματος των ρεπουμπλικάνων που προσπαθεί αυτή τη στιγμή να αποφασίσει μεταξύ των υποψηφίων για την προεδρία των ΗΠΑ το 2016, αντιμετωπίζει ένα πρόβλημα πολλών διαστάσεων με σχεδόν 20 υποψηφίους. Ανοιχτές ερωτήσεις, όπως «πώς αισθάνεσαι;» έχουν ακόμα περισσότερες πιθανές εκβάσεις και περισσότερες διαστάσεις.

Με την κλασική προσέγγιση στην ψυχολογία, οι απαντήσεις μπορεί να μην έχουν νόημα και οι ερευνητές πρέπει να κατασκευάσουν νέα μαθηματικά αξιώματα για να εξηγήσουν τη συμπεριφορά στη συγκεκριμένη περίπτωση. Το αποτέλεσμα: Υπάρχουν πολλά κλασικά ψυχολογικά μοντέλα, μερικά από τα οποία βρίσκονται σε σύγκρουση και κανένα από τα οποία να μην εφαρμόζεται σε κάθε κατάσταση.

Με την κβαντική προσέγγιση, υποστήριξαν η Wang και οι συνεργάτες της, πολλές διαφορετικές και σύνθετες πτυχές της συμπεριφοράς μπορεί να εξηγηθούν με το ίδιο περιορισμένο σύνολο αξιωμάτων. Το ίδιο κβαντικό μοντέλο που εξηγεί πώς η σειρά των ερωτήσεων αλλάζει τις απαντήσεις μιας έρευνας στους ανθρώπους, εξηγεί επίσης τις παραβιάσεις της λογικής στο παράδειγμα του διλήμματος του φυλακισμένου, ένα φαινόμενο στο οποίο οι άνθρωποι συνεργάζονται, ακόμη και όταν αυτό δεν είναι προς το συμφέρον τους να το πράξουν.

«Το δίλημμα του φυλακισμένου και η σειρά της ερώτησης είναι δύο εντελώς διαφορετικά φαινόμενα στην κλασική ψυχολογία, αλλά και τα δύο μπορεί να εξηγηθούν από το ίδιο κβαντικό μοντέλο», δήλωσε η Wang. «Το ίδιο κβαντικό μοντέλο έχει χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει πολλά άλλα φαινομενικά άσχετα, αινιγματικά ευρήματα στην ψυχολογία. Αυτό είναι κομψό».

Δείτε το video με την Zheng Joyce Wang για την κβαντική γνωστική λειτουργία: