Ha senso applicare la meccanica quantistica al modo in cui la gente pensa?

Entra in qualsiasi libreria e puoi trovare libri sul "calcolo quantistico", sulla "guarigione quantistica" e persino sul "golf quantistico". Ma la meccanica quantistica descrive cose nel micromondo delle particelle subatomiche, giusto? A che serve applicarlo a cose macroscopiche come computer e golf, per non parlare di cose psicologiche come pensieri, sentimenti e idee?

Forse viene applicato come un'analogia, per aiutare a rendere qualcosa di complicato più facile da capire. Ma la stessa meccanica quantistica è complicata; è una delle teorie più enigmaticamente complesse che gli esseri umani abbiano mai escogitato. Quindi come potremmo capire meglio qualcosa tracciando un'analogia con la meccanica quantistica?

Effetto osservatore in fisica

Non conosco la "guarigione quantistica" o il "golf quantistico", ma ho iniziato a pensare a una possibile connessione tra la teoria quantistica e il modo in cui le persone usano i concetti nel 1998 quando parlavo con uno studente laureato in fisica presso un centro di ricerca interdisciplinare in Belgio. Lo studente, Franky, mi ha parlato di alcuni dei paradossi che hanno ispirato la meccanica quantistica. Un paradosso è il effetto osservatore: non possiamo sapere nulla di una particella quantistica senza eseguirne una misurazione, ma le particelle quantistiche sono così sensibili che qualsiasi misurazione che potremmo fare cambia inevitabilmente lo stato della particella, anzi generalmente la distrugge completamente!

Effetto di entanglement in fisica

Un altro paradosso è che le particelle quantistiche possono interagire in un modo così profondo da perdere la loro identità individuale e comportarsi come una cosa sola. Inoltre, l'interazione si traduce in una nuova entità con proprietà diverse da uno dei suoi componenti. Quando ciò accade non è possibile eseguire una misura di uno senza influenzare l'altro e viceversa. Un tipo completamente nuovo di matematica doveva essere sviluppato per affrontare questo tipo di fusione insieme o entanglement, come viene chiamato. Questo secondo paradosso - l'entanglement - può essere profondamente correlato al primo paradosso - l'effetto osservatore - nel senso che quando l'osservatore effettua una misurazione, l'osservatore e l'osservato possono diventare un sistema entangled.

Concetti

Ho notato a Franky che simili paradossi sorgono rispetto alla descrizione dei concetti. Si ritiene generalmente che i concetti siano ciò che ci consente di interpretare le situazioni in termini di situazioni precedenti che giudichiamo simili al presente. Possono essere concreti, come CHAIR, o astratti, come BEAUTY. Tradizionalmente sono stati visti come strutture interne che rappresentano una classe di entità nel mondo. Tuttavia, sempre più spesso si pensa che non abbiano una struttura rappresentativa fissa, poiché la loro struttura è influenzata dinamicamente dai contesti in cui sorgono.

Ad esempio, il concetto BABY può essere applicato a un vero bebè umano, una bambola di plastica o una piccola figura stilizzata dipinta con la glassa su una torta. Un cantautore potrebbe pensare a BABY nel contesto del bisogno di una parola che fa rima con forse. E così via. Mentre in passato si pensava che la funzione primaria dei concetti fosse l'identificazione degli elementi come istanze di una particolare classe, sempre più spesso essi sono visti non solo per identificare ma per partecipare attivamente alla generazione di significato. Ad esempio, se ci si riferisce a una piccola chiave inglese come BABY WRENCH, non si sta cercando di identificare la chiave inglese come un'istanza di BABY, né di identificare un bambino come un'istanza di WRENCH. Così i concetti stanno facendo qualcosa di più sottile e complesso che rappresentare internamente le cose nel mondo esterno.

Che cos'è questo "qualcosa di più" e come funziona potrebbe essere il compito più importante che la psicologia deve affrontare oggi; è vitale per comprendere l'adattabilità e la composizionalità del pensiero umano. È fondamentale, ad esempio, capire come i dipinti, i film o i passaggi di testo si uniscono per avere un significato per noi che non è solo la somma delle loro parole o di altri elementi compositivi.

Per avere un controllo su questo "qualcosa di più" è necessaria una teoria matematica dei concetti. Gli psicologi hanno cercato di sviluppare una teoria matematica dei concetti per decenni. Sebbene siano riusciti abbastanza bene a elaborare teorie in grado di descrivere e prevedere come le persone trattano concetti singoli e isolati, non sono stati in grado di elaborare una teoria che potesse descrivere e prevedere come le persone gestiscono combinazioni o interazioni tra concetti, o persino una teoria che potrebbe descrivere come i loro significati cambino in modo flessibile quando appaiono in contesti diversi. E i fenomeni che hanno reso difficile elaborare una teoria matematica dei concetti ricordano molto i fenomeni che hanno reso difficile elaborare una teoria che potesse descrivere il comportamento delle particelle quantistiche!

Effetto osservatore per concetti

Al centro dei paradossi sia della meccanica quantistica che dei concetti c'è l'effetto di contesto . Nella meccanica quantistica esiste la nozione di a stato fondamentale, lo stato in cui si trova una particella quando non interagisce con nessun'altra particella, cioè quando non è influenzata da alcun contesto. Questo è uno stato di massimo potenzialità perché ha la possibilità di manifestarsi in una moltitudine di modi diversi dati i diversi contesti con cui potrebbe interagire. Nell'istante in cui una particella inizia a lasciare lo stato fondamentale e cade sotto l'influenza di una misurazione, scambia parte di questa potenzialità con l'attualità; ne è stata fatta una misurazione e alcuni suoi aspetti sono meglio compresi. Allo stesso modo, quando non stai pensando a un concetto, come il concetto TABELLA un minuto fa, potrebbe essere esistito nella tua mente in uno stato di piena potenzialità. In quel momento, il concetto di TABELLA potrebbe applicarsi a un KITHCEN TABLE, o a un POOL TABLE, o anche a un MULTIPLICATION TABLE. Ma pochi secondi fa, nell'istante in cui hai letto la parola TABELLA, è stata influenzata dal contesto di lettura di questo articolo. Quando si legge la combinazione di concetti POOL TABLE, alcuni aspetti delle potenzialità di TABLE sono diventati più remoti (come il suo potenziale di trattenere il cibo), mentre altri sono diventati più concreti (come il suo potenziale per tenere le palle che rotolano). Ogni contesto particolare fa rivivere alcuni aspetti di ciò che è potenziale, seppellendo altri aspetti.

Così, proprio come le proprietà di un'entità quantistica non hanno valori definiti se non nel contesto di una misurazione, le caratteristiche o le proprietà di un concetto non hanno applicabilità definite se non nel contesto di una situazione particolare. Nella meccanica quantistica, gli stati e le proprietà di un'entità quantistica sono influenzati in modo sistematico e matematicamente ben modellato dalla misurazione. Allo stesso modo, il contesto in cui si sperimenta un concetto inevitabilmente colora il modo in cui si sperimenta quel concetto. Ci si potrebbe riferire a questo come a un effetto osservatore per i concetti.

Intreccio di concetti

Non solo esiste un "effetto osservatore" per i concetti, ma anche un "effetto entanglement". Per spiegarlo, considera il concetto ISOLA. Se mai ci fosse una caratteristica che identifica o definisce un concetto sarebbe che l'elemento "circondato dall'acqua" per il concetto ISOLA. Sicuramente "circondato dall'acqua" è fondamentale per ciò che significa essere un'isola, giusto? Ma un giorno mi è capitato di notare che diciamo "isola cucina" tutto il tempo senza alcuna aspettativa che la cosa a cui ci riferiamo sia circondata dall'acqua (anzi sarebbe inquietante se fosse erano circondato dall'acqua!) Quando KITHCEN e ISLAND si uniscono, mostrano proprietà che non possono essere previste sulla base né delle proprietà delle cucine né delle proprietà delle isole. Si combinano per diventare una singola unità di significato che è maggiore di quella dei concetti costitutivi. Questa combinazione di concetti in modi nuovi e inaspettati è centrale per l'intelligenza umana ed è il cuore del processo creativo, e può essere pensata come un problema di intreccio per i concetti.

Può sembrare strano applicare la meccanica quantistica a qualcosa di simile a concetti, visto in un contesto storico questa non è una mossa così strana. Molte teorie che storicamente facevano parte della fisica sono state ora classificate come parte della matematica, come la geometria, la teoria della probabilità e la statistica. Ai tempi in cui erano considerati fisici, si concentravano sulla modellazione di parti del mondo relative alla fisica. Nel caso della geometria si trattava di forme nello spazio, e nel caso della teoria della probabilità e della statistica questa era la stima sistematica di eventi incerti nella realtà fisica. Queste teorie originariamente fisiche hanno ora assunto le loro forme più astratte e sono prontamente applicate in altri domini della scienza, comprese le scienze umane, poiché sono considerate matematica, non fisica. (Un esempio ancora più semplice di come una teoria della matematica sia applicabile in tutti i domini della conoscenza è la teoria dei numeri. Siamo tutti d'accordo sul fatto che contare, sommare, sottrarre e così via, può essere fatto indipendentemente dalla natura dell'oggetto contato .)

È in questo senso che ho iniziato a pensare utilizzando strutture matematiche provenienti dalla meccanica quantistica per costruire una teoria contestuale dei concetti, senza attribuire il significato fisico loro attribuito quando applicato al micromondo. Ho parlato con entusiasmo al mio consulente di dottorato, Diederik Aerts, di questa idea. Aveva già usato generalizzazioni della meccanica quantistica per descrivere il paradosso bugiardo (ad esempio, come quando leggi una frase come "Questa frase è falsa", la tua mente passa avanti e indietro tra "vero" e "non vero"). Se ci fosse qualcuno che potesse apprezzare l'idea di applicare strutture quantistiche ai concetti, sicuramente sarebbe lui. Quando gliel'ho detto, però, ha detto che per motivi tecnici quello che stavo cercando di fare non avrebbe funzionato.

Tuttavia non potevo dare l'idea. Intuitivamente sembrava giusto. E si è scoperto che nemmeno il mio consigliere poteva farlo. Entrambi abbiamo continuato a pensarci. E nei mesi successivi sembrava che avessimo ragione entrambi. Cioè, l'approccio matematico che avevo suggerito era sbagliato, ma l'idea sottostante era giusta, o almeno, c'era un modo per farlo.

Ora, oltre un decennio dopo, c'è una comunità di persone che lavora su questa e altre applicazioni correlate della meccanica quantistica al modo in cui la mente gestisce parole, concetti e processi decisionali, un numero speciale del `` Journal of Mathematical Psychology '' dedicato al argomento e una conferenza annuale "Quantum Interaction" che si è tenuta in luoghi come Oxford e Stanford. C'è stato persino un simposio su questo argomento durante la riunione annuale 2011 della Cognitive Science Society. Non è un ramo principale della psicologia, ma non è "marginale" come una volta.

In un altro post discuterò la strana nuova matematica "non classica" che è stata sviluppata per descrivere il comportamento delle particelle quantistiche e come è stata applicata alla descrizione dei concetti e come interagiscono nella nostra mente. Continua.....