ESB Professional / Shutterstock
Tingkah laku manusia adalah teka-teki yang menarik perhatian ramai saintis. Dan terdapat banyak perbincangan mengenai peranan kebarangkalian dalam menerangkan cara minda kita berfungsi.
Kebarangkalian ialah rangka kerja matematik yang direka bentuk untuk memberitahu kami kemungkinan sesuatu peristiwa itu berlaku – dan berfungsi dengan baik untuk banyak situasi harian. Sebagai contoh, ia menerangkan hasil lambungan syiling sebagai ½ – atau 50% – kerana sama ada membaling sama ada kepala atau ekor berkemungkinan sama.
Namun kajian telah menunjukkan bahawa tingkah laku manusia tidak dapat ditangkap sepenuhnya oleh undang-undang kebarangkalian tradisional atau “klasik” ini. Bolehkah ia dijelaskan dengan cara kebarangkalian berfungsi dalam dunia mekanik kuantum yang lebih misteri?
Kebarangkalian matematik juga merupakan komponen penting dalam mekanik kuantum, cabang fizik yang menerangkan cara alam semula jadi berkelakuan pada skala atom atau zarah sub-atom. Walau bagaimanapun, seperti yang akan kita lihat, dalam dunia kuantum, kebarangkalian mengikut peraturan yang sangat berbeza.
Penemuan sepanjang dua dekad yang lalu telah memberi penerangan tentang peranan penting untuk "kuantum" dalam kognisi manusia - bagaimana otak manusia memproses maklumat untuk memperoleh pengetahuan atau pemahaman. Penemuan ini juga mempunyai potensi implikasi untuk pembangunan kecerdasan buatan (AI).
'Ketidakrasionalan' manusia
Pemenang Hadiah Nobel Daniel Kahnemann dan saintis kognitif lain telah menjalankan kerja mengenai apa yang mereka gambarkan sebagai "tidak rasional" tingkah laku manusia. Apabila corak tingkah laku tidak mengikut ketat peraturan teori kebarangkalian klasik dari perspektif matematik, ia dianggap "tidak rasional".
Sebagai contoh, satu kajian yang dijumpai bahawa majoriti pelajar yang lulus peperiksaan akhir penggal akan bercuti selepas itu. Begitu juga, majoriti mereka yang gagal juga ingin pergi bercuti.
Jika pelajar tidak mengetahui keputusan mereka, kebarangkalian klasik akan meramalkan bahawa mereka akan memilih untuk bercuti kerana ia adalah pilihan pilihan sama ada mereka telah lulus atau gagal. Namun dalam percubaan, majoriti pelajar memilih untuk tidak pergi bercuti jika mereka tidak tahu bagaimana mereka melakukannya.
Secara intuitif, tidak sukar untuk memahami bahawa pelajar mungkin tidak mahu pergi bercuti jika mereka akan bimbang tentang keputusan peperiksaan mereka sepanjang masa. Tetapi kebarangkalian klasik tidak menangkap tingkah laku dengan tepat, jadi ia digambarkan sebagai tidak rasional. Banyak pelanggaran peraturan kebarangkalian klasik yang serupa telah diperhatikan dalam sains kognitif.
Otak kuantum?
Dalam kebarangkalian klasik, apabila satu urutan soalan diajukan, maka jawapannya tidak bergantung pada susunan soalan yang dikemukakan. Sebaliknya, dalam fizik kuantum, jawapan kepada satu siri soalan boleh sangat bergantung pada susunan soalan yang ditanya.
Salah satu contoh ialah pengukuran putaran elektron dalam dua arah yang berbeza. Jika anda mula-mula mengukur putaran dalam arah mendatar dan kemudian dalam arah menegak, anda akan mendapat satu hasil.
Hasil umumnya akan berbeza apabila susunan diterbalikkan, kerana ciri mekanik kuantum yang terkenal. Hanya mengukur sifat sistem kuantum boleh menjejaskan perkara yang sedang diukur (dalam kes ini putaran elektron) dan seterusnya hasil daripada sebarang eksperimen seterusnya.
Pergantungan perintah juga boleh dilihat dalam tingkah laku manusia. Contohnya, dalam a kajian yang diterbitkan 20 tahun lalu tentang kesan susunan soalan terhadap jawapan responden, subjek ditanya sama ada mereka fikir presiden AS sebelumnya, Bill Clinton, jujur. Mereka kemudian ditanya sama ada naib presidennya, Al Gore, kelihatan jujur.
Apabila soalan dihantar dalam susunan ini, masing-masing 50% dan 60% responden menjawab bahawa mereka jujur. Tetapi apabila penyelidik bertanya kepada responden tentang Gore dahulu dan kemudian Clinton, 68% dan 60% masing-masing menjawab bahawa mereka jujur.
Pada peringkat harian, ia mungkin kelihatan bahawa tingkah laku manusia tidak konsisten kerana ia sering melanggar peraturan teori kebarangkalian klasik. Walau bagaimanapun, tingkah laku ini nampaknya sesuai dengan cara kebarangkalian berfungsi dalam mekanik kuantum.
Pemerhatian seperti ini telah membawa saintis kognitif Jerome Busemeyer dan ramai lagi yang menyedari bahawa mekanik kuantum boleh, secara keseluruhannya, menerangkan tingkah laku manusia dengan cara yang lebih konsisten.
Berdasarkan hipotesis yang menakjubkan ini, bidang penyelidikan baharu yang dipanggil "kognisi kuantum" telah timbul dalam bidang sains kognitif.
Bagaimanakah mungkin proses pemikiran ditentukan oleh peraturan kuantum? Adakah otak kita berfungsi seperti komputer kuantum? Tiada siapa yang tahu jawapannya, tetapi data empirikal nampaknya menunjukkan bahawa pemikiran kita mengikut peraturan kuantum.
Tingkah laku dinamik
Selari dengan perkembangan yang menarik ini, sepanjang dua dekad yang lalu, rakan usaha sama saya dan saya telah membangunkan rangka kerja untuk memodelkan – atau mensimulasikan – dinamik tingkah laku kognitif orang. kerana mereka mencerna "bising" (iaitu, tidak sempurna) maklumat dari dunia luar.
Kami sekali lagi mendapati bahawa teknik matematik dibangunkan untuk memodelkan dunia kuantum boleh digunakan untuk memodelkan bagaimana otak manusia memproses data bising.
Prinsip ini boleh digunakan untuk tingkah laku lain dalam biologi, di luar otak sahaja. Tumbuhan hijau, sebagai contoh, mempunyai keupayaan yang luar biasa untuk mengekstrak dan menganalisis maklumat kimia dan lain-lain daripada persekitaran mereka dan untuk menyesuaikan diri dengan perubahan.
Anggaran kasar saya, berdasarkan percubaan baru-baru ini pada tumbuhan kacang biasa, menunjukkan bahawa mereka boleh memproses maklumat luaran ini lebih cekap daripada komputer terbaik yang kita ada hari ini.
Dalam konteks ini, kecekapan bermakna loji secara konsisten mampu mengurangkan ketidakpastian tentang persekitaran luarannya setakat yang mungkin dalam keadaannya. Ini boleh, sebagai contoh, merangkumi pengesanan dengan mudah arah cahaya datang, supaya tumbuhan boleh tumbuh ke arahnya. Pemprosesan maklumat yang cekap oleh organisma juga dikaitkan dengan penjimatan tenaga, yang penting untuk kemandiriannya.
Peraturan yang sama mungkin terpakai pada otak manusia, terutamanya bagaimana keadaan minda kita berubah apabila mengesan isyarat luar. Semua ini penting untuk trajektori perkembangan teknologi semasa. Jika tingkah laku kita digambarkan dengan terbaik melalui cara kebarangkalian berfungsi dalam mekanik kuantum, maka untuk meniru tingkah laku manusia dalam mesin dengan tepat, sistem AI mungkin harus mengikut peraturan kuantum, bukan peraturan klasik.
Saya telah memanggil idea ini kecerdasan kuantum buatan (AQI). Banyak penyelidikan diperlukan untuk membangunkan aplikasi praktikal daripada idea sedemikian.
Tetapi AQI boleh membantu kita mencapai matlamat sistem AI yang berkelakuan lebih seperti orang sebenar.
Dorje C. Brody, Profesor Matematik, Universiti Surrey
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Tabiat Atom: Cara Mudah & Terbukti Membangunkan Tabiat Baik & Melanggar Orang Buruk
oleh James Clear
Tabiat Atom memberikan nasihat praktikal untuk membangunkan tabiat baik dan menghentikan tabiat buruk, berdasarkan penyelidikan saintifik tentang perubahan tingkah laku.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Empat Kecenderungan: Profil Keperibadian Yang Sangat diperlukan yang Mengungkapkan Cara Membuat Hidup Anda Lebih Baik (dan Kehidupan Orang Lain Lebih Baik, Terlalu)
oleh Gretchen Rubin
Empat Kecenderungan mengenal pasti empat jenis personaliti dan menerangkan cara memahami kecenderungan anda sendiri boleh membantu anda memperbaiki perhubungan, tabiat kerja dan kebahagiaan keseluruhan anda.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Fikirkan Lagi: Kekuatan Mengetahui Apa yang Anda Tidak Tahu
oleh Adam Grant
Think Again meneroka cara orang boleh mengubah fikiran dan sikap mereka, serta menawarkan strategi untuk meningkatkan pemikiran kritis dan membuat keputusan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Badan Menjaga Markah: Otak, Minda, dan Tubuh dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
The Body Keeps the Score membincangkan kaitan antara trauma dan kesihatan fizikal, dan menawarkan pandangan tentang cara trauma boleh dirawat dan diubati.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Psikologi Wang: Pelajaran abadi tentang kekayaan, ketamakan, dan kebahagiaan
oleh Morgan Housel
Psikologi Wang mengkaji cara bagaimana sikap dan tingkah laku kita terhadap wang boleh membentuk kejayaan kewangan dan kesejahteraan keseluruhan kita.
