Heeft het zin om kwantummechanica toe te passen op hoe mensen denken?

Ga naar een boekwinkel en je kunt boeken vinden over ‘kwantumberekening ',' kwantumgenezing 'en zelfs' kwantumgolf '. Maar de kwantummechanica beschrijft dingen in de microwereld van subatomaire deeltjes, toch? Wat heb je eraan om het toe te passen op macroscopische dingen zoals computers en golf, laat staan ​​psychologische dingen zoals gedachten, gevoelens en ideeën?

Misschien wordt het toegepast als een analogie om iets ingewikkelds gemakkelijker te begrijpen. Maar de kwantummechanica zelf is gecompliceerd; het is een van de meest raadselachtig complexe theorieën die mensen ooit hebben bedacht. Dus hoe kunnen we iets beter begrijpen door een analogie te trekken met de kwantummechanica?

Observer Effect in Physics

Ik weet niets van 'kwantumgenezing' of 'kwantumgolf', maar ik begon na te denken over een mogelijk verband tussen kwantumtheorie en hoe mensen concepten gebruiken in 1998 toen ik sprak met een afgestudeerde natuurkundestudent aan een interdisciplinair onderzoekscentrum. in België. De student, Franky, vertelde me over enkele van de paradoxen die de kwantummechanica inspireerden. Een paradox is de waarnemer effect: we kunnen niets weten over een kwantumdeeltje zonder er een meting van uit te voeren, maar kwantumdeeltjes zijn zo gevoelig dat elke meting die we doen onvermijdelijk de toestand van het deeltje verandert, en in het algemeen zelfs volledig vernietigt!

Verstrengelingseffect in de natuurkunde

Een andere paradox is dat kwantumdeeltjes zo diepgaand kunnen interageren dat ze hun individuele identiteit verliezen en zich als één geheel gedragen. Bovendien resulteert de interactie in een nieuwe entiteit met eigenschappen die verschillen van elk van de bestanddelen. Wanneer dit gebeurt, is het niet mogelijk om een ​​meting van de ene uit te voeren zonder de andere te beïnvloeden, en vice versa. Er moest een heel nieuw soort wiskunde worden ontwikkeld om dit soort samenvoegen of verstrengeling, zoals dat heet. Deze tweede paradox - verstrengeling - kan sterk verband houden met de eerste paradox - het waarnemer-effect - in de zin dat wanneer de waarnemer een meting doet, de waarnemer en het waargenomene een verstrengeld systeem kunnen worden.

Concepten

Ik merkte Franky op dat soortgelijke paradoxen ontstaan ​​met betrekking tot de beschrijving van concepten. Over het algemeen wordt aangenomen dat concepten ons in staat stellen om situaties te interpreteren in termen van eerdere situaties die we beschouwen als vergelijkbaar met het heden. Ze kunnen concreet zijn, zoals CHAIR, of abstract, zoals BEAUTY. Traditioneel werden ze gezien als interne structuren die een klasse van entiteiten in de wereld vertegenwoordigen. Er wordt echter steeds meer gedacht dat ze geen vaste representatiestructuur hebben, omdat hun structuur dynamisch wordt beïnvloed door de contexten waarin ze ontstaan.

Het concept BABY kan bijvoorbeeld worden toegepast op een echte menselijke baby, een pop van plastic of een klein stokfiguur beschilderd met glazuur op een taart. Een songwriter zou aan BABY kunnen denken in de context van het nodig hebben van een woord dat rijmt op misschien. Enzovoorts. Hoewel in het verleden werd gedacht dat de primaire functie van concepten de identificatie van items was als instanties van een bepaalde klasse, worden ze steeds vaker gezien als niet alleen om te identificeren, maar ook om actief deel te nemen aan het genereren van betekenis. Als men bijvoorbeeld naar een kleine moersleutel verwijst als een BABYSLEUTEL, probeert men niet om de moersleutel te identificeren als een instantie van BABY, noch om een ​​baby te identificeren als een geval van MOERSLEUTEL. Begrippen doen dus iets subtielers en ingewikkelder dan dingen in de externe wereld intern weer te geven.

Wat dit ‘iets meer 'is en hoe het functioneert, is misschien wel de belangrijkste taak waarmee de psychologie tegenwoordig wordt geconfronteerd; het is essentieel om het aanpassingsvermogen en de compositie van het menselijk denken te begrijpen. Het is bijvoorbeeld van vitaal belang om te begrijpen hoe schilderijen, films of tekstpassages samenkomen om een ​​betekenis voor ons te hebben die niet alleen de som van hun woorden of andere compositorische elementen is.

Om grip te krijgen op dit ‘iets meer’ is een wiskundige theorie van concepten nodig. Psychologen probeerden decennialang een wiskundige theorie van concepten te ontwikkelen. Hoewel ze redelijk goed waren in het bedenken van theorieën die konden beschrijven en voorspellen hoe mensen omgaan met enkele, geïsoleerde concepten, waren ze niet in staat om een ​​theorie te bedenken die zou kunnen beschrijven en voorspellen hoe mensen omgaan met combinaties of interacties tussen concepten, of zelfs een theorie die zou kunnen beschrijven hoe hun betekenissen flexibel verschuiven wanneer ze in verschillende contexten verschijnen. En de verschijnselen die het moeilijk maakten om met een wiskundige theorie van concepten te komen, doen sterk denken aan de verschijnselen die het moeilijk maakten om een ​​theorie te bedenken die het gedrag van kwantumdeeltjes zou kunnen beschrijven!

Waarnemereffect voor concepten

De kern van de paradoxen van zowel de kwantummechanica als de concepten is het effect van context . In de kwantummechanica is er het begrip a grondtoestand, de toestand waarin een deeltje zich bevindt wanneer het geen interactie heeft met een ander deeltje, d.w.z. wanneer het niet wordt beïnvloed door enige context. Dit is een toestand van maximum potentie omdat het de mogelijkheid heeft om een ​​veelvoud aan verschillende manieren te manifesteren, gezien de verschillende contexten waarmee het zou kunnen interageren. Op het moment dat een deeltje de grondtoestand begint te verlaten en onder invloed van een meting valt, ruilt het een deel van dit potentieel in voor actualiteit; er is een meting van gemaakt en een bepaald aspect ervan wordt beter begrepen. Evenzo, als je niet aan een concept denkt, zoals het concept TABEL een minuut geleden, kan het in je geest hebben bestaan ​​in een staat van volledige potentie. Op dat moment zou het concept TABLE van toepassing kunnen zijn op een KITHCENTAFEL, of een POOLTAFEL, of zelfs een MULTIPLICATIETAFEL. Maar een paar seconden geleden, op het moment dat je het woord TABEL las, kwam het onder invloed van de context van het lezen van dit artikel. Toen je de conceptcombinatie POOL TABLE las, werden sommige aspecten van het potentieel van TABLE meer afgelegen (zoals het potentieel om voedsel vast te houden), terwijl andere concreter werden (zoals het potentieel om rollende ballen vast te houden). Elke specifieke context brengt sommige aspecten van het potentieel tot leven, terwijl andere aspecten worden begraven.

Dus, net zoals de eigenschappen van een kwantumentiteit geen definitieve waarden hebben behalve in de context van een meting, hebben kenmerken of eigenschappen van een concept geen definitieve toepasbaarheid behalve in de context van een bepaalde situatie. In de kwantummechanica worden de toestanden en eigenschappen van een kwantumentiteit op een systematische en wiskundig goed gemodelleerde manier beïnvloed door de meting. Evenzo kleurt de context waarin een concept wordt ervaren onvermijdelijk hoe iemand dat concept ervaart. Je zou dit een waarnemereffect voor concepten kunnen noemen.

Verstrengeling van concepten

Er is niet alleen een ‘waarnemer-effect 'voor concepten, er is ook een‘ verstrengelingseffect'. Beschouw om dit uit te leggen het concept EILAND. Als er ooit een identificerend of bepalend kenmerk van een concept zou zijn, zou het zijn dat het kenmerk ‘omgeven door water 'voor het concept ISLAND. 'Omgeven door water' staat toch wel centraal in wat het betekent om een ​​eiland te zijn, toch? Maar op een dag merkte ik toevallig op dat we de hele tijd 'keukeneiland' zeggen zonder enige verwachting dat het ding waarnaar we verwijzen, omgeven is door water (het zou inderdaad storend zijn als het waren omgeven door water!) Wanneer KITHCEN en ISLAND samenkomen, vertonen ze eigenschappen die niet kunnen worden voorspeld op basis van de eigenschappen van keukens of de eigenschappen van eilanden. Ze combineren om een ​​enkele betekeniseenheid te worden die groter is dan die van de samenstellende concepten. Deze combinatie van concepten op nieuwe en onverwachte manieren staat centraal in de menselijke intelligentie en vormt het hart van het creatieve proces, en kan worden gezien als een verstrengelingprobleem voor concepten.

Het lijkt misschien gek om kwantummechanica toe te passen op zoiets als concepten, gezien in een historische context is dit niet zo'n vreemde zet. Veel theorieën die historisch gezien deel uitmaakten van de natuurkunde, zijn nu geclassificeerd als onderdeel van de wiskunde, zoals meetkunde, waarschijnlijkheidstheorie en statistiek. In de tijd dat ze als natuurkunde werden beschouwd, concentreerden ze zich op het modelleren van delen van de wereld die betrekking hadden op natuurkunde. In het geval van geometrie waren dit vormen in de ruimte, en in het geval van waarschijnlijkheidstheorie en statistiek was dit de systematische schatting van onzekere gebeurtenissen in de fysieke werkelijkheid. Deze oorspronkelijk fysische theorieën hebben nu hun meest abstracte vormen aangenomen en worden gemakkelijk toegepast in andere domeinen van de wetenschap, waaronder de menswetenschappen, aangezien ze als wiskunde worden beschouwd en niet als natuurkunde. (Een nog eenvoudiger voorbeeld van hoe een wiskundetheorie van toepassing is op alle kennisdomeinen is de getaltheorie. We zijn het er allemaal over eens dat tellen, maar ook optellen, aftrekken, enzovoort, onafhankelijk van de aard van het getelde object kan worden gedaan. .)

Het is in die zin dat ik begon te denken met behulp van wiskundige structuren afkomstig uit de kwantummechanica om een ​​contextuele theorie van concepten te bouwen, zonder de fysieke betekenis eraan te hechten die eraan wordt toegekend wanneer ze worden toegepast op de microwereld. Ik vertelde opgewonden mijn doctoraal adviseur, Diederik Aerts, over dit idee. Hij had al generalisaties van de kwantummechanica gebruikt om de leugenaarsparadox te beschrijven (bijv. Hoe wanneer je een zin leest als ‘Deze zin is onwaar ', je geest heen en weer schakelt tussen‘ waar' en 'niet waar'). Als er iemand was die het idee zou kunnen waarderen om kwantumstructuren op concepten toe te passen, dan zou hij het zeker zijn. Toen ik het hem echter vertelde, zei hij dat wat ik probeerde te doen om technische redenen niet zou werken.

Ik kon het echter niet opkomen. Intuïtief voelde het goed. En het bleek, mijn adviseur ook niet. We bleven er allebei over nadenken. En in de daaropvolgende maanden begon het eruit te zien alsof we allebei gelijk hadden gehad. Dat wil zeggen, de wiskundige benadering die ik had voorgesteld was verkeerd, maar het onderliggende idee was juist, of er was tenminste een manier om het aan te pakken.

Nu, meer dan een decennium later, is er een gemeenschap van mensen die aan deze en andere gerelateerde toepassingen van de kwantummechanica werken over hoe de geest omgaat met woorden, concepten en besluitvorming, een speciale uitgave van het 'Journal of Mathematical Psychology' gewijd aan de onderwerp, en een jaarlijkse 'Quantum Interaction'-conferentie die is gehouden in plaatsen als Oxford en Stanford. Er was zelfs een symposium over tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de Cognitive Science Society in 2011. Het is geen mainstream tak van de psychologie, maar het is niet meer zo 'marginaal' als het ooit was.

In een andere post zal ik de vreemde nieuwe 'niet-klassieke' wiskunde bespreken die is ontwikkeld om het gedrag van kwantumdeeltjes te beschrijven, en hoe deze is toegepast op de beschrijving van concepten en hoe ze in onze geest op elkaar inwerken. Wordt vervolgd.....