Té sentit aplicar la mecànica quàntica a com pensen les persones?

Aneu a qualsevol llibreria i podreu trobar llibres sobre «càlcul quàntic», «curació quàntica» i fins i tot «golf quàntic». Però la mecànica quàntica descriu coses del micro-món de les partícules subatòmiques, oi? De què serveix aplicar-lo a coses macroscòpiques com ara ordinadors i golf, i molt menys coses psicològiques com pensaments, sentiments i idees?

Potser s’aplica com una analogia per facilitar la comprensió d’alguna cosa complicada. Però la mecànica quàntica en si és complicada; és una de les teories més enigmàticament complexes que mai han arribat els humans. Llavors, com podríem entendre millor alguna cosa fent una analogia amb la mecànica quàntica?

Efecte observador en física

No sé sobre la "curació quàntica" o el "golf quàntic", però vaig començar a pensar en una possible connexió entre la teoria quàntica i com la gent utilitza els conceptes el 1998 quan parlava amb un estudiant de postgrau en física en un centre de recerca interdisciplinari. a Bèlgica. L’estudiant, Franky, m’explicava algunes de les paradoxes que inspiraven la mecànica quàntica. Una paradoxa és la efecte observador: no podem saber res sobre una partícula quàntica sense fer-ne una mesura, però les partícules quàntiques són tan sensibles que qualsevol mesura que puguem fer canvia inevitablement l'estat de la partícula, de fet, en general, la destrueix completament.

Efecte d’entrellat en física

Una altra paradoxa és que les partícules quàntiques poden interactuar de manera tan profunda que perden la seva identitat individual i es comporten com una sola cosa. A més, la interacció dóna lloc a una nova entitat amb propietats diferents de qualsevol dels seus components. Quan això passa, no és possible realitzar una mesura d'una sense afectar l'altra, i viceversa. Es va haver de desenvolupar un tipus completament nou de matemàtiques per fer front a aquest tipus de fusió o enredament, com es diu. Aquesta segona paradoxa, l’entrellat, pot estar profundament relacionada amb la primera paradoxa, l’efecte observador, en el sentit que quan l’observador fa una mesura, l’observador i l’observat poden convertir-se en un sistema embolicat.

Conceptes

Vaig assenyalar a Franky que sorgeixen paradoxes similars respecte a la descripció de conceptes. Generalment es creu que els conceptes són els que ens permeten interpretar situacions en termes de situacions anteriors que jutgem com a similars a l’actual. Poden ser concrets, com la cadira, o abstractes, com la BELLESA. Tradicionalment s’han vist com a estructures internes que representen una classe d’entitats al món. Tanmateix, cada cop es creu que no tenen una estructura de representació fixa, influint dinàmicament la seva estructura pels contextos en què sorgeixen.

Per exemple, el concepte BABY es pot aplicar a un nadó humà real, a una nina de plàstic o a una petita figura de pal pintada amb cirereta d’un pastís. Un compositor podria pensar en BABY en el context de necessitar una paraula que rime amb potser. I així successivament. Tot i que en el passat s’ha considerat que la funció principal dels conceptes era la identificació d’elements com a instàncies d’una classe particular, cada cop es veu que no només s’identifiquen sinó que participen activament en la generació de significats. Per exemple, si es fa referència a una clau petita com a CLAU BABY, no s’intenta identificar la clau com una instància de BABY, ni tampoc s’identifica un bebè com una instància de CLAU. Per tant, els conceptes estan fent alguna cosa més subtil i complexa que representar coses internament al món extern.

Què és i com funciona aquest «quelcom més» pot ser la tasca més important que afronta la psicologia actualment; és vital entendre l’adaptabilitat i la composicionalitat del pensament humà. És vital, per exemple, entendre com les pintures o les pel·lícules o passatges de text s’uneixen per tenir un significat per a nosaltres que no és només la suma de les seves paraules o d’altres elements compositius.

Per aconseguir un maneig d’aquest ‘alguna cosa més’ es requereix una teoria matemàtica dels conceptes. Els psicòlegs van intentar desenvolupar una teoria matemàtica dels conceptes durant dècades. Tot i que van fer bastant bé a l’hora d’elaborar teories que poguessin descriure i predir com les persones tracten conceptes únics i aïllats, no van ser capaços d’elaborar una teoria que pogués descriure i predir com les persones tracten combinacions o interaccions entre conceptes, o fins i tot una teoria que podria descriure com els seus significats canvien de manera flexible quan apareixen en contextos diferents. I els fenòmens que dificultaven l’elaboració d’una teoria matemàtica dels conceptes recorden molt els fenòmens que dificultaven l’elaboració d’una teoria que pogués descriure el comportament de les partícules quàntiques.

Efecte observador per a conceptes

Al centre de les paradoxes de la mecànica quàntica i dels conceptes hi ha l’efecte de context . En mecànica quàntica hi ha la noció de a estat de terra, l’estat en què es troba una partícula quan no interacciona amb cap altra partícula, és a dir, quan no es veu afectada per cap context. Aquest és un estat de màxim potencialitat perquè té la possibilitat de manifestar multitud de maneres diferents donats els diferents contextos amb els quals podria interactuar. En el moment en què una partícula comença a abandonar l’estat fonamental i cau sota la influència d’una mesura, canvia part d’aquesta potencialitat d’actualitat; se n'ha fet una mesura i se n'entén millor algun aspecte. De la mateixa manera, quan no esteu pensant en un concepte, com ara el concepte TABLE fa un minut, és possible que existís a la vostra ment en un estat de plena potencialitat. En aquell moment, el concepte TAULA es podria aplicar a una TAULA KITHCEN, o a una TAULA DE PISCINA, o fins i tot a una TAULA DE MULTIPLICACIÓ. Però fa uns segons, en el moment que vau llegir la paraula TABLE, va quedar sota la influència del context de la lectura d’aquest article. Quan llegiu la combinació de conceptes POOL TABLE, alguns aspectes de la potencialitat de TABLE es van tornar més remots (com ara el seu potencial per contenir aliments), mentre que altres es van concretar (com ara el seu potencial per mantenir boles rodants). Qualsevol context particular dóna vida a alguns aspectes del que és potencial, tot enterrant altres aspectes.

Per tant, per molt que les propietats d’una entitat quàntica no tinguin valors definits excepte en el context d’una mesura, les característiques o propietats d’un concepte no tenen aplicabilitats definides excepte en el context d’una situació particular. En mecànica quàntica, els estats i propietats d'una entitat quàntica es veuen afectats de manera sistemàtica i matemàticament ben modelada per la mesura. De la mateixa manera, el context en què s’experimenta un concepte acoloreix inevitablement com s’experimenta aquest concepte. Es podria referir a això com a efecte observador de conceptes.

Enredament de conceptes

No només hi ha un "efecte observador" per als conceptes, sinó que també hi ha un "efecte d'entrellat". Per explicar això, tingueu en compte el concepte ILLA. Si alguna vegada hi hagués una característica identificativa o definidora d’un concepte, seria que la característica «envoltada d’aigua» per al concepte ILLA. Segur que “envoltat d’aigua” és fonamental per al que significa ser una illa, oi? Però un dia em vaig adonar que diem "illa de cuina" tot el temps sense esperar que el que ens referim estigui envoltat d'aigua (de fet seria inquietant si eren envoltats d’aigua!) Quan KITHCEN i ISLAND s’uneixen, mostren propietats que no es poden predir ni a partir de les propietats de les cuines ni de les illes. Es combinen per convertir-se en una única unitat de significat més gran que la dels conceptes constitutius. Aquesta combinació de conceptes de maneres noves i inesperades és fonamental per a la intel·ligència humana i és el cor del procés creatiu, i es pot considerar com un problema d’entrellat de conceptes.

Pot semblar fastigós aplicar la mecànica quàntica a conceptes semblants, vist en un context històric que no és un moviment tan estrany. Moltes teories que històricament formaven part de la física ara s’han classificat com a part de les matemàtiques, com la geometria, la teoria de la probabilitat i l’estadística. En els moments en què es consideraven física, es van centrar en la modelització de parts del món relacionades amb la física. En el cas de la geometria es tractava de formes en l'espai i, en el cas de la teoria de les probabilitats i les estadístiques, aquesta era l'estimació sistemàtica d'esdeveniments incerts de la realitat física. Aquestes teories originàriament físiques han pres les seves formes més abstractes i s’apliquen fàcilment a altres dominis de la ciència, incloses les ciències humanes, ja que es consideren matemàtiques, no físiques. (Un exemple encara més senzill de com una teoria de les matemàtiques és aplicable en tots els dominis del coneixement és la teoria de nombres. Tots estem d'acord que el recompte, a més d'afegir, restar, etc., es pot fer independentment de la naturalesa de l'objecte comptat .)

És en aquest sentit que vaig començar a pensar utilitzant estructures matemàtiques procedents de la mecànica quàntica per construir una teoria contextual dels conceptes, sense atorgar el significat físic que se’ls atribueix quan s’aplica al micromón. Vaig explicar amb entusiasme al meu assessor de doctorat, Diederik Aerts, aquesta idea. Ja havia utilitzat generalitzacions de la mecànica quàntica per descriure la paradoxa del mentider (per exemple, com quan llegeixes una frase com ara "Aquesta frase és falsa", la teva ment canvia entre "veritable" i "no veritable"). Si hi hagués algú que pogués apreciar la idea d’aplicar estructures quàntiques als conceptes, segurament seria ell. Quan li vaig dir, però, em va dir que per motius tècnics el que intentava fer no funcionaria.

Tanmateix, no vaig poder renunciar a la idea. Intuïtivament se sentia bé. I va resultar que el meu assessor tampoc no va poder. Els dos vam continuar pensant-hi. I en els mesos següents, va començar a semblar com si tots dos haguéssim tingut raó. És a dir, l’enfocament matemàtic que havia suggerit era incorrecte, però la idea subjacent era correcta o, si més no, hi havia un camí a seguir.

Ara, més d’una dècada després, hi ha una comunitat de persones que treballen en aquesta i altres aplicacions relacionades de la mecànica quàntica sobre com la ment tracta les paraules, els conceptes i la presa de decisions, un número especial del «Journal of Mathematical Psychology» dedicat a la tema, i una conferència anual sobre “Interacció quàntica” que s’ha celebrat en llocs com Oxford i Stanford. Fins i tot hi va haver un simposi a la Reunió Anual de la Societat de Ciències Cognitives del 2011. No és una branca principal de la psicologia, però no és tan “marginal” com una vegada.

En un altre post, parlaré de les noves matemàtiques ‘no clàssiques’ estranyes que es van desenvolupar per descriure el comportament de les partícules quàntiques i com s’ha aplicat a la descripció de conceptes i com interactuen a les nostres ments. Continuarà.....