Ten algún sentido aplicar a mecánica cuántica a como pensan as persoas?

Entra en calquera libraría e podes atopar libros sobre "computación cuántica", "curación cuántica" e incluso "golf cuántico". Pero a mecánica cuántica describe cousas no micromundo de partículas subatómicas, non? De que serve aplicalo a cousas macroscópicas como ordenadores e golf, e moito menos cousas psicolóxicas como pensamentos, sentimentos e ideas?

Quizais se aplique como analoxía para axudar a facer algo máis complicado de comprender. Pero a propia mecánica cuántica é complicada; é unha das teorías máis enigmaticamente complexas que xurdiron os humanos. Entón, como poderiamos entender algo mellor facendo unha analoxía coa mecánica cuántica?

Efecto observador en física

Non sei sobre "curación cuántica" ou "golf cuántico", pero comecei a pensar nunha posible conexión entre a teoría cuántica e como a xente usa os conceptos en 1998 cando falaba cun estudante de posgrao en física nun centro de investigación interdisciplinar. en Bélxica. O estudante, Franky, falábame dalgúns dos paradoxos que inspiraron a mecánica cuántica. Un paradoxo é o efecto observador: non podemos saber nada sobre unha partícula cuántica sen realizar unha medición dela, pero as partículas cuánticas son tan sensibles que calquera medida que poidamos facer cambia inevitablemente o estado da partícula, de feito, xeralmente destrúea completamente.

Efecto de enredo en física

Outro paradoxo é que as partículas cuánticas poden interactuar dun xeito tan profundo que perden a súa identidade individual e se comportan como unha soa. Ademais, a interacción resulta nunha nova entidade con propiedades diferentes a calquera dos seus compoñentes. Cando isto ocorre non é posible realizar unha medición dunha sen afectar á outra e viceversa. Un novo tipo de matemáticas tivo que ser desenvolvido para tratar este tipo de fusión ou enredo, como se chama. Este segundo paradoxo, o enredo, pode estar profundamente relacionado co primeiro paradoxo, o efecto observador, no sentido de que cando o observador realiza unha medición, o observador e o observado poden converterse nun sistema enredado.

Conceptos

Noteille a Franky que paradoxos similares xorden con respecto á descrición de conceptos. Xeralmente pénsase que os conceptos son os que nos permiten interpretar situacións en termos de situacións previas que xulgamos similares á actual. Poden ser concretos, como a CADEIRA, ou abstractos, como a Beleza. Tradicionalmente víronse como estruturas internas que representan unha clase de entidades no mundo. Non obstante, cada vez pénsase que non teñen unha estrutura representativa fixa, sendo a súa estrutura influenciada dinámicamente polos contextos nos que xorden.

Por exemplo, o concepto BABY pódese aplicar a un bebé humano real, a unha boneca feita de plástico ou a unha pequena figura de pau pintada con guinda dun bolo. Un compositor podería pensar en BABY no contexto de necesitar unha palabra que rimase con quizais. E así por diante. Aínda que no pasado se pensou que a función principal dos conceptos era a identificación de elementos como instancias dunha clase particular, cada vez vense máis non só para identificalos senón para participar activamente na xeración de significado. Por exemplo, se se refire a unha chave pequena como CHAVE CHEVE, non se está intentando identificar a chave como unha instancia de BABY, nin se identifica a un bebé como unha chave CHAVE. Así, os conceptos están a facer algo máis sutil e complexo que representar cousas internamente no mundo externo.

Que é este "algo máis" e como funciona pode ser a tarefa máis importante que afronta hoxe a psicoloxía; é vital para comprender a adaptabilidade e a composicionalidade do pensamento humano. É vital, por exemplo, comprender como as pinturas, películas ou pasaxes de texto se unen para ter un significado para nós que non é só a suma das súas palabras ou outros elementos compositivos.

Para conseguir un manexo deste "algo máis" require unha teoría matemática dos conceptos. Os psicólogos intentaron desenvolver unha teoría matemática dos conceptos durante décadas. Aínda que o fixeron bastante ben en elaborar teorías que puidesen describir e predicir como as persoas manexan conceptos illados e sinxelos, non foron capaces de elaborar unha teoría que puidese describir e predicir como as persoas manexan combinacións ou interaccións entre conceptos ou incluso unha teoría que podería describir como os seus significados cambian de forma flexible cando aparecen en contextos diferentes. E os fenómenos que dificultaron a elaboración dunha teoría matemática dos conceptos recordan moito aos fenómenos que dificultaron a elaboración dunha teoría que podería describir o comportamento das partículas cuánticas.

Efecto observador para conceptos

O núcleo dos paradoxos da mecánica cuántica e dos conceptos está o efecto de contexto . En mecánica cuántica existe a noción de a estado fundamental, o estado no que se atopa unha partícula cando non interactúa con ningunha outra partícula, é dicir, cando non está afectada por ningún contexto. Este é un estado de máximo potencialidade porque ten a posibilidade de manifestar multitude de xeitos diferentes dados os diferentes contextos cos que podería interactuar. No momento en que unha partícula comeza a abandonar o estado fundamental e cae baixo a influencia dunha medición, troca algo desta potencialidade de actualidade; fíxose unha medida dela e compréndese mellor algún aspecto dela. Do mesmo xeito, cando non estás a pensar nun concepto, como o concepto TABLE hai un minuto, pode que existise na túa mente nun estado de plena potencialidade. Nese momento, o concepto TÁBOA podería aplicarse a unha TÁBOA KITHCEN, ou a unha TABLA DE PISCINA, ou incluso a unha MESA DE MULTIPLICACIÓN. Pero hai uns segundos no momento en que leu a palabra TABLE, caeu baixo a influencia do contexto da lectura deste artigo. Cando leu a combinación de conceptos POOL TABLE, algúns aspectos da potencialidade de TABLE volvéronse máis remotos (como o seu potencial para manter alimentos), mentres que outros volvéronse máis concretos (como o seu potencial para manter bolas rodantes). Calquera contexto concreto dá vida a algúns aspectos do que é potencial, ao mesmo tempo que sepulta outros aspectos.

Así, por moito que as propiedades dunha entidade cuántica non teñan valores definidos excepto no contexto dunha medición, as características ou propiedades dun concepto non teñen aplicabilidades definidas agás no contexto dunha situación particular. En mecánica cuántica, os estados e propiedades dunha entidade cuántica vense afectados de xeito sistemático e matemáticamente ben modelado pola medición. Do mesmo xeito, o contexto no que se experimenta un concepto inevitablemente colorea como se experimenta ese concepto. Poderíase referir a isto como un efecto observador de conceptos.

Enredo de conceptos

Non só hai un "efecto observador" para os conceptos, tamén hai un "efecto de enredo". Para explicar isto, considere o concepto ISLA. Se algunha vez houbese unha característica identificativa ou definitoria dun concepto sería que a característica "rodeada de auga" para o concepto ISLA. Seguro que "rodeado de auga" é fundamental para o que significa ser illa, non? Pero un día notei que dicimos "illa de cociña" todo o tempo sen ningunha expectativa de que a cousa á que nos referimos estea rodeada de auga (de feito sería inquietante foron rodeados de auga!) Cando KITHCEN e ISLAND xúntanse presentan propiedades que non se poden predicir nin en función das propiedades das cociñas nin das propiedades das illas. Combínanse para converterse nunha única unidade de significado maior que a dos conceptos constitutivos. Esta combinación de conceptos de formas novas e inesperadas é fundamental para a intelixencia humana e é o corazón do proceso creativo e pódese considerar como un problema de enredo para os conceptos.

Pode parecer asustado aplicar a mecánica cuántica a algo así como conceptos, visto nun contexto histórico, este non é un movemento tan estraño. Moitas teorías que historicamente formaban parte da física clasificáronse agora como parte das matemáticas, como a xeometría, a teoría da probabilidade e as estatísticas. Nos momentos nos que se lles consideraba física centrábanse en modelar partes do mundo relacionadas coa física. No caso da xeometría, isto era formas no espazo e no caso da teoría da probabilidade e das estatísticas, esta era a estimación sistemática de eventos incertos na realidade física. Estas teorías orixinalmente físicas adoptaron as súas formas máis abstractas e aplícanse facilmente noutros dominios da ciencia, incluídas as ciencias humanas, xa que son consideradas matemáticas, non física. (Un exemplo aínda máis sinxelo de como unha teoría das matemáticas é aplicable en todos os dominios do coñecemento é a teoría de números. Todos coincidimos en que contar, ademais de sumar, restar e así por diante, pode facerse independentemente da natureza do obxecto contado .)

Neste sentido comecei a pensar usando estruturas matemáticas procedentes da mecánica cuántica para construír unha teoría contextual dos conceptos, sen achegar o significado físico que se lles atribúe cando se aplica ao micromundo. Faleille con entusiasmo ao meu asesor de doutoramento, Diederik Aerts, desta idea. Xa empregara xeneralizacións da mecánica cuántica para describir o paradoxo mentireiro (por exemplo, como cando lees unha frase como 'Esta frase é falsa', a túa mente cambia de ida e volta entre 'verdadeiro' e 'non verdadeiro'). Se houbese alguén que puidese apreciar a idea de aplicar estruturas cuánticas aos conceptos, seguramente sería el. Non obstante, cando lle dixen, el dixo que por razóns técnicas o que intentaba non funcionaría.

Non podía renunciar á idea. Intuitivamente sentiu ben. E resultou que o meu asesor tampouco puido. Os dous seguimos pensándoo. E nos seguintes meses comezou a parecer coma se tiveramos razón. É dicir, o enfoque matemático que suxerín era incorrecto, pero a idea subxacente era correcta ou, polo menos, había un xeito de facelo.

Agora, máis dunha década despois, hai unha comunidade de xente traballando nesta e noutras aplicacións relacionadas coa mecánica cuántica sobre como a mente manexa palabras, conceptos e toma de decisións, un número especial do "Journal of Mathematical Psychology" dedicado á tema e unha conferencia anual de "Interacción cuántica" que se celebrou en lugares como Oxford e Stanford. Incluso houbo un simposio ao respecto na Reunión Anual de 2011 da Cognitive Science Society. Non é unha rama principal da psicoloxía, pero non é tan "marginal" como noutrora.

Noutro post discutirei sobre as estrañas novas matemáticas "non clásicas" que se desenvolveron para describir o comportamento das partículas cuánticas e como se aplicou á descrición de conceptos e como interactúan nas nosas mentes. Continuará.....