|
Квантовая физика откроет тайны человеческого поведения
|
|
|
|
Человеческое поведение — загадка, которая очаровывает многих учёных. И было много дискуссий о роли вероятности в объяснении того, как работает наш разум. Вероятность — это математическая основа, призванная сообщить нам, насколько вероятно событие произойдет, и она хорошо работает во многих повседневных ситуациях. Например, он описывает результат подбрасывания монеты как 1/2 — или 50% — потому что выпадение орла или решки одинаково вероятно. Однако исследования показали, что человеческое поведение не может быть полностью отражено этими традиционными или «классическими» законами вероятности. Может ли это быть объяснено тем, как работает вероятность в более загадочном мире квантовой механики? Математическая вероятность также является жизненно важным компонентом квантовой механики, раздела физики, описывающего поведение природы на уровне атомов или субатомных частиц. Однако, как мы увидим, в квантовом мире вероятности подчиняются совсем другим правилам.
|
|
|
|
Открытия последних двух десятилетий пролили свет на решающую роль «квантовости» в человеческом познании — то, как человеческий мозг обрабатывает информацию для получения знаний или понимания. Эти результаты также могут иметь потенциальные последствия для развития искусственного интеллекта (ИИ). Нобелевский лауреат Дэниел Канеман и другие ученые-когнитивисты провели работу над тем, что они называют «иррациональностью» человеческого поведения. Когда поведенческие модели не следуют строго правилам классической теории вероятностей с математической точки зрения, они считаются «иррациональными». Например, исследование показало, что большинство студентов, сдавших выпускной экзамен, предпочитают потом отправиться на каникулы. Точно так же большинство тех, кто потерпел неудачу, тоже хотят поехать в отпуск.
|
|
|
Если учащийся не знает своего результата, классическая вероятность предсказывает, что он выберет каникулы, потому что это предпочтительный вариант независимо от того, сдал он экзамен или нет. Тем не менее, в ходе эксперимента большинство студентов предпочитали не отправляться в отпуск, если не знали, как они справились. Интуитивно нетрудно понять, что студенты могут не захотеть идти на каникулы, если им придется все время беспокоиться о результатах экзаменов. Но классическая вероятность не точно отражает поведение, поэтому ее называют иррациональной. В когнитивной науке наблюдалось множество подобных нарушений классических правил вероятности. В классической теории вероятности, когда задается последовательность вопросов, ответы не зависят от порядка постановки вопросов. Напротив, в квантовой физике ответы на ряд вопросов могут решающим образом зависеть от порядка, в котором они задаются.
|
|
|
|
Одним из примеров является измерение спина электрона в двух разных направлениях. Если вы сначала измерите вращение в горизонтальном направлении, а затем в вертикальном, вы получите один результат. Результаты, как правило, будут другими, если порядок изменить на противоположный, из-за хорошо известной особенности квантовой механики. Простое измерение свойства квантовой системы может повлиять на измеряемый объект (в данном случае на спин электрона) и, следовательно, на результат любых последующих экспериментов. Зависимость от порядка можно увидеть и в поведении человека. Например, в опубликованном 20 лет назад исследовании о влиянии порядка вопросов на ответы респондентов испытуемых спрашивали, считают ли они, что предыдущий президент США Билл Клинтон был честен. Затем их спросили, честен ли его вице-президент Эл Гор.
|
|
|
|
Когда вопросы были заданы в таком порядке, соответственно 50% и 60% респондентов ответили, что они были честными. Но когда исследователи сначала спросили респондентов о Горе, а затем о Клинтоне, 68% и 60% ответили, что они были честны. На повседневном уровне может показаться, что человеческое поведение непоследовательно, поскольку оно часто нарушает правила классической теории вероятностей. Однако такое поведение, похоже, соответствует тому, как работает вероятность в квантовой механике. Наблюдения такого рода привели ученого-когнитивиста Джерома Буземейера и многих других к признанию того, что квантовая механика в целом может объяснить человеческое поведение более последовательным образом. На основе этой удивительной гипотезы в области когнитивных наук возникла новая область исследований под названием «квантовое познание». Как возможно, что мыслительные процессы диктуются квантовыми правилами? Наш мозг работает как квантовый компьютер? Никто пока не знает ответов, но эмпирические данные убедительно свидетельствуют о том, что наши мысли подчиняются квантовым правилам.
|
|
|
|
Параллельно с этими захватывающими разработками за последние два десятилетия мы с моими коллегами разработали систему моделирования (или симуляции) динамики когнитивного поведения людей, когда они переваривают «шумную» (то есть несовершенную) информацию из внешнего мира. Мы снова обнаружили, что математические методы, разработанные для моделирования квантового мира, могут быть применены к моделированию того, как человеческий мозг обрабатывает зашумленные данные.Эти принципы можно применить к другим видам поведения в биологии, помимо мозга. Зеленые растения, например, обладают замечательной способностью извлекать и анализировать химическую и другую информацию из окружающей среды и адаптироваться к изменениям. Моя приблизительная оценка, основанная на недавнем эксперименте с растениями обыкновенной фасоли, предполагает, что они могут обрабатывать эту внешнюю информацию более эффективно, чем лучший компьютер, который мы имеем сегодня.
|
|
|
|
В этом контексте эффективность означает, что станция способна постоянно снижать неопределенность относительно своей внешней среды в максимально возможной степени в ее обстоятельствах. Это может, например, включать в себя легкое определение направления, откуда исходит свет, чтобы растение могло расти в его направлении. Эффективная обработка информации организмом также связана с экономией энергии, важной для его выживания. Подобные правила могут применяться и к человеческому мозгу, особенно к тому, как меняется наше состояние ума при обнаружении внешних сигналов. Все это важно для нынешней траектории технологического развития. Если наше поведение лучше всего описывается тем, как работает вероятность в квантовой механике, то для точного воспроизведения человеческого поведения в машинах системы искусственного интеллекта, вероятно, должны следовать квантовым, а не классическим правилам. Я назвал эту идею искусственным квантовым интеллектом (AQI). Для разработки практического применения такой идеи необходим большой объем исследований. Но AQI может помочь нам достичь цели создания систем искусственного интеллекта, которые будут вести себя как настоящий человек.
|
|
|
|
Источник
|
