Việc áp dụng Cơ học lượng tử vào cách mọi người suy nghĩ có tạo ra cảm giác gì không?

Đi vào bất kỳ hiệu sách nào và bạn có thể tìm thấy sách về 'tính toán lượng tử', 'chữa bệnh lượng tử' và thậm chí là 'chơi gôn lượng tử'. Nhưng cơ học lượng tử mô tả những thứ trong thế giới vi mô của các hạt hạ nguyên tử, phải không? Có ích gì nếu áp dụng nó vào những thứ vĩ mô như máy tính và chơi gôn, chứ đừng nói đến những thứ tâm lý như suy nghĩ, cảm xúc và ý tưởng?

Có lẽ nó được áp dụng như một phép loại suy, để giúp làm cho một cái gì đó phức tạp dễ hiểu hơn. Nhưng cơ học lượng tử tự nó phức tạp; đó là một trong những lý thuyết phức tạp bí ẩn nhất mà con người từng nghĩ ra. Vậy làm thế nào chúng ta có thể hiểu rõ hơn về điều gì đó bằng cách vẽ ra một sự tương tự với cơ học lượng tử?

Hiệu ứng Người quan sát trong Vật lý

Tôi không biết về 'chữa bệnh lượng tử' hay 'chơi gôn lượng tử', nhưng tôi bắt đầu nghĩ về mối liên hệ có thể có giữa lý thuyết lượng tử và cách mọi người sử dụng các khái niệm vào năm 1998 khi tôi nói chuyện với một sinh viên tốt nghiệp ngành vật lý tại một trung tâm nghiên cứu liên ngành. ở Bỉ. Sinh viên, Franky, đang nói với tôi về một số nghịch lý đã truyền cảm hứng cho cơ học lượng tử. Một nghịch lý là hiệu ứng người quan sát: chúng ta không thể biết bất cứ điều gì về một hạt lượng tử nếu không thực hiện phép đo nó, nhưng các hạt lượng tử rất nhạy cảm đến mức bất kỳ phép đo nào chúng ta có thể thực hiện đều làm thay đổi trạng thái của hạt một cách không thể tránh khỏi, nói chung là phá hủy nó hoàn toàn!

Hiệu ứng vướng víu trong vật lý

Một nghịch lý khác là các hạt lượng tử có thể tương tác theo một cách sâu sắc đến mức chúng mất đi bản sắc riêng và hoạt động như một. Hơn nữa, sự tương tác dẫn đến một thực thể mới có các thuộc tính khác với một trong hai thành phần của nó. Khi điều này xảy ra, không thể thực hiện phép đo của cái này mà không ảnh hưởng đến cái kia, và ngược lại. Một loại toán học hoàn toàn mới đã phải được phát triển để đối phó với loại kết hợp với nhau hoặc vướng víu, như nó được gọi. Nghịch lý thứ hai này - sự vướng víu - có thể liên quan sâu sắc đến nghịch lý thứ nhất - hiệu ứng người quan sát - theo nghĩa là khi người quan sát thực hiện một phép đo, người quan sát và người được quan sát có thể trở thành một hệ thống vướng víu.

Các khái niệm

Tôi lưu ý với Franky rằng những nghịch lý tương tự nảy sinh liên quan đến việc mô tả các khái niệm. Các khái niệm thường được cho là thứ cho phép chúng ta giải thích các tình huống theo các tình huống trước đây mà chúng ta đánh giá là tương tự như hiện tại. Chúng có thể cụ thể, như GHẾ, hoặc trừu tượng, như ĐẸP. Theo truyền thống, chúng được xem như những cấu trúc bên trong đại diện cho một lớp thực thể trên thế giới. Tuy nhiên, càng ngày chúng càng được cho là không có cấu trúc biểu diễn cố định, cấu trúc của chúng bị ảnh hưởng linh động bởi bối cảnh mà chúng phát sinh.

Ví dụ: khái niệm BÉ có thể được áp dụng cho một em bé người thật, một con búp bê làm bằng nhựa hoặc một hình cây gậy nhỏ được sơn bằng băng trên bánh. Một nhạc sĩ có thể nghĩ đến BÉ trong bối cảnh cần một từ có vần có thể. Và kể từ đó trở đi. Trong khi trước đây, chức năng cơ bản của các khái niệm được cho là xác định các mục như là các thể hiện của một lớp cụ thể, ngày càng chúng được coi là không chỉ để xác định mà còn tham gia tích cực vào việc hình thành ý nghĩa. Ví dụ: nếu người ta đề cập đến một cờ lê nhỏ là ĐỒNG HỒ CHO BÉ, thì người ta sẽ không cố gắng xác định cờ lê là một phiên bản của BÉ, cũng không xác định một em bé là một ví dụ của WRENCH. Do đó, các khái niệm đang thực hiện một cái gì đó tinh tế và phức tạp hơn là đại diện bên trong những thứ ở thế giới bên ngoài.

'Cái gì đó nhiều hơn' này là gì và nó hoạt động như thế nào có thể là nhiệm vụ quan trọng nhất mà tâm lý học ngày nay phải đối mặt; điều quan trọng là phải hiểu khả năng thích ứng và khả năng cấu thành của tư tưởng con người. Ví dụ, điều quan trọng là phải hiểu cách các bức tranh, bộ phim, hoặc các đoạn văn bản kết hợp với nhau để có ý nghĩa đối với chúng ta, không chỉ là tổng các từ của chúng hoặc các yếu tố cấu thành khác.

Để giải quyết vấn đề 'cái gì đó nhiều hơn' này, cần phải có một lý thuyết toán học về các khái niệm. Các nhà tâm lý học đã cố gắng phát triển một lý thuyết toán học về các khái niệm trong nhiều thập kỷ. Mặc dù họ đã làm khá tốt trong việc đưa ra các lý thuyết có thể mô tả và dự đoán cách mọi người đối phó với các khái niệm đơn lẻ, biệt lập, họ không thể đưa ra một lý thuyết có thể mô tả và dự đoán cách mọi người đối phó với sự kết hợp hoặc tương tác giữa các khái niệm, hoặc thậm chí một lý thuyết có thể mô tả cách ý nghĩa của chúng thay đổi linh hoạt khi chúng xuất hiện trong các ngữ cảnh khác nhau. Và những hiện tượng gây khó khăn cho việc đưa ra một lý thuyết toán học về các khái niệm lại rất gợi nhớ đến những hiện tượng gây khó khăn cho việc đưa ra một lý thuyết có thể mô tả hành vi của các hạt lượng tử!

Hiệu ứng Người quan sát cho các khái niệm

Trung tâm của các nghịch lý của cả cơ học lượng tử và các khái niệm là tác động của bối cảnh . Trong cơ học lượng tử có khái niệm về một trạng thái cơ bản, trạng thái của một hạt khi nó không tương tác với bất kỳ hạt nào khác, tức là khi nó không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ bối cảnh nào. Đây là trạng thái tối đa tiềm năng bởi vì nó có khả năng thể hiện vô số cách khác nhau trong bối cảnh khác nhau mà nó có thể tương tác. Ngay khi một hạt bắt đầu rời khỏi trạng thái cơ bản và chịu ảnh hưởng của phép đo, nó sẽ giao dịch một số tiềm năng này thành thực tế; một phép đo về nó đã được thực hiện và một số khía cạnh của nó được hiểu rõ hơn. Tương tự như vậy, khi bạn không nghĩ đến một khái niệm, chẳng hạn như khái niệm BẢNG một phút trước, nó có thể đã tồn tại trong tâm trí bạn ở trạng thái tiềm năng đầy đủ. Tại thời điểm đó, khái niệm TABLE có thể áp dụng cho BẢNG KITHCEN hoặc BẢNG HỒ BƠI, hoặc thậm chí là BẢNG ĐA PHƯƠNG TIỆN. Nhưng một vài giây trước khi bạn đọc từ TABLE ngay lập tức, nó đã bị ảnh hưởng bởi ngữ cảnh của việc đọc bài viết này. Khi bạn đọc kết hợp khái niệm BẢNG BẢNG, một số khía cạnh về tiềm năng của BẢNG trở nên xa vời hơn (chẳng hạn như khả năng chứa thức ăn của nó), trong khi những khía cạnh khác trở nên cụ thể hơn (chẳng hạn như khả năng chứa quả bóng lăn). Bất kỳ bối cảnh cụ thể nào cũng làm sống động một số khía cạnh của những gì tiềm năng, trong khi chôn vùi những khía cạnh khác.

Do đó, hầu như các thuộc tính của một thực thể lượng tử không có giá trị xác định ngoại trừ trong bối cảnh đo lường, các tính năng hoặc thuộc tính của một khái niệm không có khả năng áp dụng nhất định ngoại trừ trong ngữ cảnh của một tình huống cụ thể. Trong cơ học lượng tử, các trạng thái và đặc tính của một thực thể lượng tử bị ảnh hưởng một cách có hệ thống và được mô hình hóa tốt về mặt toán học bởi phép đo. Tương tự, bối cảnh mà một khái niệm được trải nghiệm chắc chắn sẽ tô màu cho cách một người trải nghiệm khái niệm đó. Người ta có thể coi đây là hiệu ứng quan sát cho các khái niệm.

Sự vướng mắc của các khái niệm

Không chỉ có "hiệu ứng người quan sát" đối với các khái niệm, còn có "hiệu ứng vướng víu". Để giải thích điều này, hãy xem xét khái niệm ĐẢO. Nếu từng có một đặc điểm nhận dạng hoặc xác định của một khái niệm thì đó sẽ là đặc điểm 'được bao quanh bởi nước' cho khái niệm ĐẢO. Chắc chắn rằng "được bao quanh bởi nước" là trung tâm của ý nghĩa của một hòn đảo, phải không? Nhưng một ngày nọ, tôi tình cờ nhận thấy rằng chúng tôi luôn nói "đảo bếp" mà không hề mong đợi rằng thứ chúng tôi đang đề cập đến được bao quanh bởi nước (thực sự sẽ rất đáng lo ngại nếu nó là được bao quanh bởi nước!) Khi KITHCEN và ISLAND kết hợp với nhau, chúng thể hiện những đặc tính không thể đoán trước dựa trên đặc tính của bếp hoặc thuộc tính của các hòn đảo. Chúng kết hợp để trở thành một đơn vị ý nghĩa duy nhất lớn hơn ý nghĩa của các khái niệm cấu thành. Sự kết hợp các khái niệm theo những cách mới và bất ngờ này là trọng tâm của trí thông minh con người và nó là trung tâm của quá trình sáng tạo, và nó có thể được coi là một vấn đề vướng mắc đối với các khái niệm.

Có vẻ như việc áp dụng cơ học lượng tử vào một thứ gì đó giống như các khái niệm, đã được thấy trong bối cảnh lịch sử, đây không phải là một động thái lạ lùng. Nhiều lý thuyết trước đây là một phần của vật lý học nay đã được xếp vào một phần của toán học, chẳng hạn như hình học, lý thuyết xác suất và thống kê. Vào thời điểm mà họ được coi là vật lý, họ tập trung vào việc mô hình hóa các phần của thế giới liên quan đến vật lý. Trong trường hợp hình học, đây là các hình dạng trong không gian, và trong trường hợp lý thuyết xác suất và thống kê, đây là ước tính có hệ thống của các sự kiện không chắc chắn trong thực tế vật lý. Những lý thuyết vật lý ban đầu này hiện đã có những hình thức trừu tượng nhất và dễ dàng được áp dụng trong các lĩnh vực khoa học khác, bao gồm cả khoa học nhân văn, vì chúng được coi là toán học chứ không phải vật lý. (Một ví dụ đơn giản hơn về cách một lý thuyết toán học có thể áp dụng trong mọi lĩnh vực kiến ​​thức là lý thuyết số. Tất cả chúng ta đều đồng ý rằng việc đếm, cũng như cộng, trừ, v.v., có thể được thực hiện độc lập với bản chất của đối tượng được đếm .)

Theo ý nghĩa này, tôi bắt đầu suy nghĩ sử dụng các cấu trúc toán học đến từ cơ học lượng tử để xây dựng một lý thuyết theo ngữ cảnh về các khái niệm, mà không gắn ý nghĩa vật lý được gán cho chúng khi áp dụng cho thế giới vi mô. Tôi hào hứng nói với cố vấn tiến sĩ của tôi, Diederik Aerts, về ý tưởng này. Ông đã sử dụng các khái niệm tổng quát của cơ học lượng tử để mô tả nghịch lý nói dối (ví dụ: khi bạn đọc một câu chẳng hạn như "Câu này là sai", tâm trí của bạn chuyển qua lại giữa "đúng" và "không đúng"). Nếu có ai đó có thể đánh giá cao ý tưởng áp dụng cấu trúc lượng tử vào các khái niệm, chắc chắn đó là anh ta. Tuy nhiên, khi tôi nói với anh ấy, anh ấy nói rằng vì lý do kỹ thuật, những gì tôi đang cố gắng làm sẽ không hoạt động.

Tuy nhiên, tôi không thể đưa ra ý tưởng. Trực giác nó cảm thấy đúng. Và hóa ra, cả cố vấn của tôi cũng không. Cả hai chúng tôi tiếp tục suy nghĩ về nó. Và trong những tháng tiếp theo, nó bắt đầu có vẻ như cả hai chúng tôi đều đúng. Đó là, cách tiếp cận toán học mà tôi đề xuất là sai, nhưng ý tưởng cơ bản là đúng, hoặc ít nhất, có một cách để thực hiện nó.

Bây giờ, hơn một thập kỷ sau, có một cộng đồng những người làm việc về điều này và các ứng dụng liên quan khác của cơ học lượng tử để làm thế nào tâm trí xử lý các từ, khái niệm và ra quyết định, một số đặc biệt của 'Tạp chí Tâm lý học Toán học' dành cho và một hội nghị 'Tương tác lượng tử' hàng năm được tổ chức tại những nơi như Oxford và Stanford. Thậm chí còn có một hội nghị chuyên đề về nó tại Hội nghị thường niên năm 2011 của Hiệp hội Khoa học Nhận thức. Nó không phải là một nhánh chính của tâm lý học, nhưng nó không còn 'rìa' như trước đây.

Trong một bài đăng khác, tôi sẽ thảo luận về toán học 'phi phân loại' kỳ lạ mới được phát triển để mô tả hành vi của các hạt lượng tử, và nó đã được áp dụng như thế nào để mô tả các khái niệm và cách chúng tương tác trong tâm trí chúng ta. Còn tiếp.....