Er skynsamlegt að beita skammtafræði við hvernig fólk hugsar?

Farðu inn í hvaða bókabúð sem er og þú getur fundið bækur um „skammtafjárreikning“, „skammtafræðingu“ og jafnvel „skammtafolf“. En skammtafræði lýsir dóti í örheimi subatomískra agna, ekki satt? Hvaða gagn er það að beita því á stórsýni eins og tölvur og golf, hvað þá sálrænt efni eins og hugsanir, tilfinningar og hugmyndir?

Kannski er því beitt sem hliðstæða til að gera eitthvað flókið auðveldara að skilja. En skammtafræðin sjálf er flókin; það er ein gáfulegasta kenning sem menn hafa komið með. Svo hvernig gætum við skilið eitthvað betur með því að teikna líkingu við skammtafræði?

Áheyrnaráhrif í eðlisfræði

Ég veit ekki um „skammtafræðingu“ eða „skammtafolf“ en ég fór að hugsa um möguleg tengsl milli skammtafræðinnar og hvernig fólk notar hugtök árið 1998 þegar ég var að tala við framhaldsnemann í eðlisfræði við þverfaglega rannsóknarmiðstöð í Belgíu. Nemandinn, Franky, var að segja mér frá nokkrum þversögnum sem innblásu skammtafræði. Ein þversögn er áhrif áhorfanda: við getum ekki vitað neitt um skammtagnir án þess að gera mælingar á henni, en skammtagnir eru svo viðkvæmar að allar mælingar sem við gætum gert breytir óhjákvæmilega ástandi ögnarinnar, eyðileggur hana yfirleitt að öllu leyti!

Flækjuáhrif í eðlisfræði

Önnur þversögn er sú að skammtasagnir geta haft samskipti á svo djúpstæðan hátt að þær missa hverja persónu sína og haga sér eins og ein. Ennfremur leiðir samspilið til nýrrar einingar með eiginleika sem eru frábrugðnir öðrum hvorum innihaldsefninu. Þegar þetta gerist er ekki hægt að framkvæma mælingu á einum án þess að hafa áhrif á hinn og öfugt. Þróa þurfti alveg nýja tegund stærðfræði til að takast á við svona sameiningu eða flækjum, eins og það er kallað. Þessi önnur þversögn - flækjustig - gæti verið mjög skyld fyrstu þversögninni - áhorfandiáhrifum - í þeim skilningi að þegar áhorfandinn gerir mælingu getur áhorfandinn og sá sem orðið hefur vart flæktur kerfi.

Hugtök

Ég benti á það við Franky að svipaðar þversagnir koma upp varðandi hugtakalýsingu. Hugtök eru almennt talin vera það sem gerir okkur kleift að túlka aðstæður út frá fyrri aðstæðum sem við teljum líkar núinu. Þeir geta verið steypir, eins og STÓL, eða abstrakt, eins og Fegurð. Hefð hefur verið litið á þau sem innri mannvirki sem tákna flokk eininga í heiminum. En í auknum mæli er talið að þeir hafi enga fasta framsetningaruppbyggingu, en uppbygging þeirra er undir áhrifum frá samhenginu sem þau verða til.

Til dæmis er hægt að nota hugtakið BABY á raunverulegt mannabarn, dúkku úr plasti eða litla stafmynd sem er máluð með kökukrem. Lagahöfundur gæti hugsað sér BABY í samhengi við að þurfa orð sem rímar við kannski. Og svo framvegis. Þó að áður hafi verið talið að meginhlutverk hugtaka sé auðkenning hlutar sem dæmi um tiltekna stétt, en í auknum mæli sjást þau ekki bara til að bera kennsl á heldur taka virkan þátt í kynslóð merkingar. Til dæmis, ef maður vísar til lítils skiptilykils sem BABY Wrench, er ekki verið að reyna að bera kennsl á skiptilykilinn sem dæmi um BABY, né bera kennsl á barn sem dæmi um WRENCH. Þannig eru hugtök að gera eitthvað lúmskara og flóknara en að tákna hluti inn í ytri heiminn.

Hvað þetta ‘eitthvað meira’ er og hvernig það virkar getur vel verið mikilvægasta verkefnið sem sálfræðin stendur frammi fyrir í dag; það er mikilvægt til að skilja aðlögunarhæfni og samsetningu mannlegrar hugsunar. Það er til dæmis mikilvægt að skilja hvernig málverk, eða kvikmyndir eða textaþættir koma saman til að hafa merkingu fyrir okkur sem er ekki bara summan af orðum þeirra eða öðrum samsetningarþáttum.

Til að ná tökum á þessu ‘eitthvað meira’ þarf stærðfræðilega hugtakakenningu. Sálfræðingar reyndu að þróa stærðfræðilega hugmyndakenningu í áratugi. Þótt þeim hafi gengið ágætlega að koma með kenningar sem gætu lýst og spáð fyrir um hvernig fólk takist á við einstæð, einangruð hugtök, tókst þeim ekki að koma með kenningu sem gæti lýst og spáð fyrir um hvernig fólk tekst á við samsetningar eða samspil hugtaka jafnvel kenning sem gæti lýst því hvernig merking þeirra breytist sveigjanlega þegar þau birtast í mismunandi samhengi. Og fyrirbærin sem gerðu erfitt fyrir að koma með stærðfræðilega hugtakakenningu minna mjög á fyrirbærin sem gerðu erfitt fyrir að koma með kenningu sem gæti lýst hegðun skammtagagna!

Áhrif áheyrnarfulltrúa fyrir hugtök

Kjarni þversagna bæði skammtafræði og hugtaka er áhrif samhengi . Í skammtafræði er hugmyndin um a jarðríki, ástandið sem agna er í þegar það hefur ekki samskipti við neinar aðrar agnir, þ.e.a.s. þegar það hefur ekki áhrif á neitt samhengi. Þetta er ástand hámarks möguleika vegna þess að það hefur möguleika á að koma fram á mörgum mismunandi leiðum miðað við mismunandi samhengi sem það gæti haft samskipti við. Um leið og agna byrjar að yfirgefa jörðu ástandið og falla undir áhrifum mælinga, skiptir hún inn einhverjum af þessum möguleikum á raunveruleika; mæling á því hefur verið gerð og einhver þáttur í henni skilst betur. Á sama hátt, þegar þú ert ekki að hugsa um hugtak, eins og hugtakið TABLE fyrir mínútu, þá gæti það hafa verið til í þínum huga í fullri möguleika. Á því augnabliki gæti hugtakið TÖFLU átt við KITHCEN TÖFLU, eða LÁGBORÐ, eða jafnvel margfeldisborð. En fyrir nokkrum sekúndum, þegar þú lest orðið TÖFLU, kom það undir áhrif samhengisins við lestur þessarar greinar. Þegar þú lest hugmyndasamsetninguna POOL TABLE urðu sumir þættir möguleikans á TABLE fjarlægari (svo sem möguleiki þess að halda í mat) en aðrir urðu áþreifanlegri (eins og möguleiki þess að halda veltiboltum). Sérhvert sérstakt samhengi lífgar upp á nokkra þætti þess sem er mögulegt, en grafa aðra þætti.

Svo, eins og eiginleikar skammtafyrirkomu hafa ekki ákveðin gildi nema í samhengi við mælingu, hafa eiginleikar eða eiginleikar hugtaks ekki ákveðna notagildi nema í samhengi við ákveðnar aðstæður. Í skammtafræði hefur ástand og eiginleikar skammtafyrirkomu áhrif á kerfisbundinn og stærðfræðilega vel módelaðan hátt af mælingunni. Að sama skapi litar samhengið þar sem hugtak er upplifað óhjákvæmilega hvernig maður upplifir það hugtak. Maður gæti vísað til þessa sem áheyrnaráhrifa fyrir hugtök.

Flæking hugtaka

Ekki aðeins er um að ræða ‘áheyrnaráhrif’ fyrir hugtök, það eru líka ‘flækjuáhrif‘. Til að útskýra þetta skaltu íhuga hugtakið ISLAND. Ef einhverntíman væri tilgreindur eða skilgreindur eiginleiki hugmyndar væri það að eiginleiki „umkringdur vatni“ fyrir hugtakið ISLAND. Vissulega er „umkringt vatni“ lykilatriði í því hvað það þýðir að vera eyja, ekki satt? En einn daginn varð ég vör við að við sögðum „eldhúseyja“ allan tímann án þess að búast við því að hluturinn sem við erum að vísa til sé umkringdur vatni (það væri truflandi ef það voru umkringd vatni!) Þegar KITHCEN og ISLAND koma saman sýna þau eiginleika sem ekki er hægt að spá fyrir um á grundvelli eiginleika eldhúsa eða eiginleika eyja. Þeir sameinast og verða ein merkingareining sem er meiri en innihaldshugtökin. Þessi sameining hugtaka á nýjan og óvæntan hátt er lykilatriði í greind mannsins og hún er hjarta sköpunarferlisins og það er hægt að líta á hana sem flækjuvandamál fyrir hugtök.

Það kann að virðast eldsnöggt að beita skammtafræði á eitthvað eins og hugtök, sést í sögulegu samhengi þetta er ekki svo skrýtin ráðstöfun. Margar kenningar sem sögulega voru hluti af eðlisfræði hafa nú verið flokkaðar sem hluti af stærðfræði, svo sem rúmfræði, líkindakenning og tölfræði. Á þeim tímum þegar þau voru álitin eðlisfræði einbeittu þau sér að fyrirmynd heimshluta sem lúta að eðlisfræði. Að því er varðar rúmfræði voru þetta lögun í geimnum og þegar um líkindakenningu og tölfræði var að ræða var þetta kerfisbundið mat á óvissum atburðum í líkamlegum veruleika. Þessar upphaflegu eðlisfræðilegu kenningar hafa nú tekið á sig sem afstraktustu myndir og er auðveldlega beitt á öðrum sviðum vísinda, þar á meðal hugvísindum, þar sem þær eru taldar stærðfræði en ekki eðlisfræði. (Enn einfaldara dæmi um hvernig kenning stærðfræðinnar á við á öllum sviðum þekkingar er talnakenning. Við erum öll sammála um að telja, sem og að bæta við, draga frá og svo framvegis, er hægt að gera óháð eðli hlutarins sem talinn er .)

Það er í þessum skilningi sem ég byrjaði að hugsa með stærðfræðilegum mannvirkjum sem koma frá skammtafræði til að byggja upp samhengiskenningu um hugtök án þess að leggja á þá líkamlegu merkingu sem þeim er kennd við þegar henni var beitt í örheiminum. Ég sagði spennandi doktorsráðgjafa mínum, Diederik Aerts, frá þessari hugmynd. Hann hafði þegar notað alhæfingar skammtafræði til að lýsa lygara þversögninni (t.d. hvernig þegar þú lest setningu eins og ‘Þessi setning er röng’, hugur þinn skiptir fram og til baka á milli ‘sannur’ og ‘ekki sannur’). Ef það væri einhver sem gæti metið hugmyndina um að beita skammtafyrirtækjum á hugtök, þá væri það örugglega hann. Þegar ég sagði honum sagði hann hins vegar að af tæknilegum ástæðum virkaði það sem ég var að gera ekki.

Ég gat þó ekki gefið hugmyndina. Á innsæi fannst það rétt. Og það reyndist ekki ráðgjafinn minn. Við héldum báðir áfram að hugsa um það. Og á næstu mánuðum byrjaði þetta að líta út eins og við hefðum báðir haft rétt fyrir okkur. Það er, stærðfræðileg nálgun sem ég lagði til var röng, en undirliggjandi hugmynd var rétt, eða að minnsta kosti, það var leið til að fara að því.

Nú, rúmum áratug síðar, er samfélag fólks sem vinnur að þessum og öðrum tengdum forritum skammtafræðinnar um það hvernig hugurinn höndlar orð, hugtök og ákvarðanatöku, sérstakt tölublað „Journal of Mathematical Psychology“ sem varið er til umræðuefni og árleg „Quantum Interaction“ ráðstefna sem haldin hefur verið á stöðum eins og Oxford og Stanford. Það var meira að segja málþing um það á ársfundi hugræna vísindafélagsins 2011. Það er ekki almennur grein sálfræðinnar, en það er ekki eins „jaðar“ og það var áður.

Í annarri færslu mun ég fjalla um hina undarlegu nýju „óklassísku“ stærðfræði sem var þróuð til að lýsa hegðun skammtasagna og hvernig henni hefur verið beitt við lýsingu á hugtökum og hvernig þau hafa samskipti í huga okkar. Framhald.....