აზრი აქვს კვანტური მექანიკის გამოყენებას, თუ როგორ ფიქრობენ ადამიანები?

შედით ნებისმიერ წიგნის მაღაზიაში და ნახავთ წიგნებს "კვანტური გამოთვლა", "კვანტური განკურნება" და კიდევ "კვანტური გოლფი". მაგრამ კვანტური მექანიკა აღწერს ნივთებს სუბატომური ნაწილაკების მიკრო სამყაროში, არა? რა სარგებლობა მოაქვს მას მაკროსკოპულ ნივთებზე, როგორიცაა კომპიუტერები და გოლფი, მით უმეტეს ფსიქოლოგიურ ნივთებზე, როგორიცაა აზრები, გრძნობები და იდეები?

ალბათ, იგი გამოიყენება როგორც ანალოგია, რაც ხელს შეუწყობს რთული საკითხის გაგებას. მაგრამ კვანტური მექანიკა თავისთავად რთულია; ეს არის ერთ – ერთი ყველაზე იდუმალებით რთული თეორია, რომელიც ოდესმე მოუფიქრებიათ ადამიანს. როგორ შეიძლება უკეთ გავიგოთ რამე კვანტური მექანიკის ანალოგიის დახატვით?

დამკვირვებლის ეფექტი ფიზიკაში

მე არ ვიცი "კვანტური განკურნების" ან "კვანტური გოლფის" შესახებ, მაგრამ დავიწყე ფიქრი კვანტური თეორიისა და როგორ იყენებენ ადამიანები ცნებებს შორის შესაძლო კავშირს 1998 წელს, როდესაც ვსაუბრობდი ფიზიკის მაგისტრანტთან ინტერდისციპლინარულ კვლევით ცენტრში. ბელგიაში. სტუდენტი, ფრანკი, მეუბნებოდა ზოგიერთ პარადოქსზე, რამაც შთააგონა კვანტური მექანიკა. ერთი პარადოქსია დამკვირვებლის ეფექტი: კვანტური ნაწილაკის შესახებ არაფერი შეგვიძლია ვიცოდეთ მისი გაზომვის გარეშე, მაგრამ კვანტური ნაწილაკები იმდენად მგრძნობიარეა, რომ ნებისმიერი გაზომვა გარდაუვლად ცვლის ნაწილაკის მდგომარეობას, რაც საერთოდ ანადგურებს მას მთლიანად!

ჩახლართვის ეფექტი ფიზიკაში

კიდევ ერთი პარადოქსია ის, რომ კვანტურ ნაწილაკებს შეუძლიათ ისე ღრმა ურთიერთქმედება, რომ დაკარგონ ინდივიდუალური პირადობა და იქცევიან ერთნაირად. უფრო მეტიც, ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება ახალი სუბიექტი, რომლის თვისებებიც განსხვავდება მისი შემადგენელი ნაწილისგან. როდესაც ეს მოხდება, შეუძლებელია ერთის გაზომვა მეორეზე ზემოქმედების გარეშე და პირიქით. მათემატიკის სრულიად ახალი სახეობა უნდა შემუშავებულიყო, რომ ამ ტიპის შერწყმა გამკლავებოდა ან ჩახლართვა, როგორც მას უწოდებენ. ეს მეორე პარადოქსი - ჩახლართვა - შეიძლება ღრმად იყოს დაკავშირებული პირველ პარადოქსთან - დამკვირვებლის ეფექტთან - იმ გაგებით, რომ როდესაც დამკვირვებელი ახდენს გაზომვას, დამკვირვებელი და დაკვირვებული შეიძლება გახდეს ჩახლართულ სისტემად.

ცნებები

მე ფრანკის ვუთხარი, რომ მსგავსი პარადოქსები წარმოიქმნება ცნებების აღწერილობასთან დაკავშირებით. ზოგადად მიიჩნევა, რომ კონცეფციები საშუალებას გვაძლევს განვსაზღვროთ სიტუაციები წინა სიტუაციების თვალსაზრისით, რომლებიც ჩვენ ვიმსჯელებთ, როგორც ახლანდელი. ისინი შეიძლება იყოს კონკრეტული, სკამის მსგავსად, ან აბსტრაქტული, როგორიცაა BEAUTY. ტრადიციულად, ისინი განიხილებიან, როგორც შიდა სტრუქტურები, რომლებიც წარმოადგენენ სუბიექტების კლასს მსოფლიოში. ამასთან, სულ უფრო ხშირად ფიქრობენ, რომ მათ არ აქვთ ფიქსირებული წარმომადგენლობითი სტრუქტურა, მათ სტრუქტურაზე დინამიურად ახდენს გავლენას კონტექსტები, რომელშიც ისინი წარმოიქმნება.

მაგალითად, კონცეფცია BABY შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნამდვილ ბავშვზე, თოჯინაზე, რომელიც პლასტმასისგან არის დამზადებული, ან პატარა ჯოხის ფიგურაზე, რომელიც ტორტზე ყინულის საღებავით არის შეღებილი. კომპოზიტორმა შეიძლება BABY იფიქროს იმ სიტყვის საჭიროების კონტექსტში, რომელიც შეიძლება რითმული იყოს. Და ასე შემდეგ. მიუხედავად იმისა, რომ წარსულში ითვლებოდა ცნებების ძირითადი ფუნქცია იყო ნივთების იდენტიფიკაცია, როგორც კონკრეტული კლასის ინსტანციები, უფრო მეტად ისინი არა მხოლოდ იდენტიფიცირების, არამედ აზრის წარმოქმნაში აქტიური მონაწილეობის ხილვაში ხვდებიან. მაგალითად, თუ პატარა ბორბლებს BABY WRENCH მოიხსენიებს, ის არ ცდილობს ამოიცნოს ბოლქვი, როგორც BABY კბილები, და არც ბავშვის იდენტიფიცირება WRENCH- ის მაგალითად. ამრიგად, კონცეფციები უფრო დახვეწილ და რთულ საქმეს აკეთებენ, ვიდრე გარე სამყაროს შინაგანად წარმოჩენა.

რა არის ეს "უფრო მეტი" და როგორ ფუნქციონირებს ეს შეიძლება იყოს ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანა, რომელიც დღეს ფსიქოლოგიის წინაშე დგას; ეს მნიშვნელოვანია ადამიანის აზროვნების ადაპტაციისა და კომპოზიციურობის გასაგებად. მნიშვნელოვანია, მაგალითად, იმის გაგება, თუ როგორ ხდება ნახატების ან ფილმების ან ტექსტური მასალების გაერთიანება, რომ ჩვენთვის ჰქონდეს ისეთი მნიშვნელობა, რომელიც არ არის მხოლოდ მათი სიტყვების ან სხვა კომპოზიციური ელემენტების ჯამი.

იმისათვის, რომ გაუმკლავდეთ ამ "რაღაც უფრო მეტს", საჭიროა ცნებების მათემატიკური თეორია. ფსიქოლოგები ათწლეულების განმავლობაში ცდილობდნენ ცნებების მათემატიკური თეორიის შემუშავებას. მიუხედავად იმისა, რომ მათ საკმაოდ კარგად გამოდგნენ თეორიები, რომლებიც აღწერენ და პროგნოზირებენ, თუ როგორ გაუმკლავდებიან ადამიანები ცალკეულ, იზოლირებულ კონცეფციებს, მათ ვერ შეძლეს გამოეშვათ თეორია, რომელიც აღწერდა და პროგნოზირებდა, თუ როგორ უმკლავდებიან ადამიანები კომბინაციებს ან ურთიერთქმედებას ცნებებს შორის, ან თუნდაც თეორია, რომელშიც შეიძლება აღწერილიყო, თუ როგორ ხდება მათი მნიშვნელობების მოქნილად ცვლა, როდესაც ისინი სხვადასხვა კონტექსტში ჩნდებიან. და ის ფენომენები, რომლებიც ართულებს ცნებების მათემატიკური თეორიის დადგომას, ძალიან მოგვაგონებს იმ ფენომენებს, რომლებიც ართულებს თეორიის გამოტანას, რომელიც კვანტური ნაწილაკების ქცევას აღწერს!

დამკვირვებლის ეფექტი ცნებებისთვის

როგორც კვანტური მექანიკის, ისე ცნებების პარადოქსების გულში არის ეფექტი კონტექსტი . კვანტურ მექანიკაში არსებობს ცნება a მიწის მდგომარეობა, მდგომარეობაში იმყოფება ნაწილაკი, როდესაც ის არ ურთიერთქმედებს სხვა ნაწილაკთან, ანუ, როდესაც მასზე გავლენა არ აქვს რაიმე კონტექსტმა. ეს არის მაქსიმუმის მდგომარეობა პოტენციალი იმიტომ, რომ მას აქვს უამრავი გზების გამოვლენის შესაძლებლობა სხვადასხვა კონტექსტის გათვალისწინებით, რომელთანაც შეიძლება ურთიერთქმედება. მყისიერი ნაწილაკი იწყებს მიწის მდგომარეობის დატოვებას და გაზომვის ზემოქმედების ქვეშ მოქცევას, იგი ვაჭრობს ამ პოტენციალის გარკვეულ ნაწილში რეალობისთვის; გაკეთდა მისი გაზომვა და მისი ზოგიერთი ასპექტი უკეთესად არის გასაგები. ანალოგიურად, როდესაც თქვენ არ ფიქრობთ კონცეფციაზე, მაგალითად, კონცეფცია TABLE ერთი წუთის წინ, ის შეიძლება არსებობდეს თქვენს გონებაში სრული პოტენციალის პირობებში. იმ მომენტში, კონცეფცია TABLE შეიძლება გამოყენებულ იქნას KITHCEN TABLE, ან POOL TABLE, ან თუნდაც MULTIPLICATION TABLE. რამდენიმე წამის წინ მყისიერად წაიკითხეთ სიტყვა TABLE, ეს სტატიის წაკითხვის კონტექსტის გავლენის ქვეშ მოექცა. კონცეფციის კომბინაციის POOL TABLE კითხვისას, TABLE- ის პოტენციალიდან ზოგიერთი ასპექტი უფრო შორს გახდა (მაგალითად, მისი პოტენციალი საკვების დასაკავებლად), სხვები კი უფრო კონკრეტული გახდნენ (მაგალითად, მოძრავი ბურთულების დასაკავებლად). ნებისმიერი კონკრეტული კონტექსტი აცოცხლებს პოტენციური შესაძლებლობის ზოგიერთ ასპექტს, ხოლო სხვა ასპექტებს დამარხავს.

ამრიგად, რამდენადაც კვანტური ერთეულის თვისებებს არ აქვთ განსაზღვრული მნიშვნელობები, გაზომვის კონტექსტში, კონცეფციის მახასიათებლებს ან თვისებებს არ აქვთ განსაზღვრული გამოყენება, გარდა კონკრეტული სიტუაციის კონტექსტისა. კვანტურ მექანიკაში გაზომვის შედეგად სისტემატური და მათემატიკურად კარგად მოდელირებული მეთოდით მოქმედებს კვანტური ერთეულის მდგომარეობა და თვისებები. ანალოგიურად, კონტექსტი, რომელშიც ხდება კონცეფციის გამოცდილება, აუცილებლად ფერს იმას, თუ როგორ განიცდის ამ კონცეფციას. შეიძლება აღინიშნოს ეს, როგორც დამკვირვებელი ეფექტი ცნებებისთვის.

ცნებების ჩახლართვა

ცნებებისთვის არა მხოლოდ "დამკვირვებლის ეფექტი" არსებობს, არამედ "ჩახლართვის ეფექტიც". ამის ასახსნელად, გაითვალისწინეთ კონცეფცია ISLAND. თუკი ოდესმე იქნებოდა კონცეფციის საიდენტიფიკაციო ან განმსაზღვრელი მახასიათებელი, ეს იქნებოდა, რომ თვისება ”წყლით გარშემორტყმული” იყო კონცეფციის ISLAND- ისთვის. რა თქმა უნდა, water წყლით გარშემორტყმული ’არის მთავარი, თუ რას ნიშნავს იყო კუნძული, არა? მაგრამ ერთ დღეს მე შევამჩნიე, რომ ჩვენ ვამბობდით "სამზარეულოს კუნძულს", ყოველგვარი მოლოდინის გარეშე, რომ ის, რასაც ჩვენ ვგულისხმობდით, წყლით არის გარშემორტყმული (მართლაც რომ შემაშფოთებელი იქნებოდა იყვნენ წყლით გარშემორტყმული!) როდესაც KITHCEN და ISLAND თავს იყრის, ისინი ავლენენ თვისებებს, რომელთა პროგნოზირება შეუძლებელია არც სამზარეულოს თვისებებისა და არც კუნძულების თვისებების საფუძველზე. ისინი გაერთიანდებიან და ხდება მნიშვნელობის ერთიანი ერთეული, რომელიც აღემატება შემადგენელ ცნებებს. ცნებების ეს ახალი და მოულოდნელი კომბინაცია ადამიანის ინტელექტისთვის არსებითი მნიშვნელობისაა და ის წარმოადგენს შემოქმედებითი პროცესის გულს, და ის შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც კონცეფციების ჩახლართულ პრობლემად.

შეიძლება გაუგებარი აღმოჩნდეს კვანტური მექანიკის გამოყენება ცნებების მსგავს რამეზე, რაც ისტორიულ კონტექსტში ჩანს, ეს არც ისე უცნაური ნაბიჯია. მრავალი თეორია, რომლებიც ისტორიულად ფიზიკის ნაწილი იყო, ახლა კლასიფიცირებულია მათემატიკის ნაწილად, როგორიცაა გეომეტრია, ალბათობის თეორია და სტატისტიკა. იმ დროს, როდესაც ისინი ფიზიკად ითვლებოდნენ, ისინი ყურადღებას ამახვილებდნენ მსოფლიოს ფიზიკის ნაწილების მოდელირებაზე. გეომეტრიის შემთხვევაში ეს იყო ფორმები სივრცეში, ხოლო ალბათობის თეორიისა და სტატისტიკის შემთხვევაში ეს იყო ფიზიკური რეალობის გაურკვეველი მოვლენების სისტემური შეფასება. ამ თავდაპირველმა ფიზიკურმა თეორიებმა ახლა მიიღეს ყველაზე აბსტრაქტული ფორმები და ადვილად იყენებენ მეცნიერების სხვა დარგებში, მათ შორის ჰუმანიტარულ მეცნიერებებში, რადგან ისინი ითვლება მათემატიკად და არა ფიზიკად. (კიდევ უფრო მარტივი მაგალითი იმისა, თუ როგორ გამოიყენება მათემატიკის თეორია ცოდნის ყველა სფეროში არის რიცხვების თეორია. ჩვენ ყველანი ვეთანხმებით, რომ დათვლა, ისევე როგორც დამატება, გამოკლება და ა.შ. შეიძლება გაკეთდეს დათვლილი ობიექტის ხასიათისგან დამოუკიდებლად. .)

ამ გაგებით დავიწყე ფიქრი კვანტური მექანიკისგან მოსული მათემატიკური სტრუქტურების გამოყენებით ცნებების კონტექსტური თეორიის შესაქმნელად, მათთვის მიკუთვნებული ფიზიკური მნიშვნელობის მიკუთვნების გარეშე მიკროსამყაროში გამოყენებისას. აღფრთოვანებული ვუთხარი ჩემს სადოქტორო მრჩეველს, დიდერიკ აერტსს, ამ იდეის შესახებ. მან უკვე გამოიყენა კვანტური მექანიკის განზოგადება მატყუარა პარადოქსის აღსაწერად (მაგალითად, როგორ კითხულობთ წინადადებას, როგორიცაა ”ეს წინადადება ცრუა”, თქვენი გონება გადადის წინ და უკან ”ჭეშმარიტი” და ”არასწორი”). თუ ვინმე იქნებოდა, ვინც დააფასებს ცნებების მიმართ კვანტური სტრუქტურების გამოყენების იდეას, ეს ნამდვილად ის იქნებოდა. როდესაც ვუთხარი, მან მითხრა, რომ ტექნიკური მიზეზების გამო, ის, რისი გაკეთებასაც ვცდილობდი, არ გამოდგებოდა.

იდეა ვერ მოვიტანე. ინტუიციურად კარგად გრძნობდა თავს. და აღმოჩნდა, რომ არც ჩემს მრჩეველს შეეძლო. ორივე ამაზე ვფიქრობდით. შემდეგ თვეებში ისე ჩანდა, თითქოს ორივე მართალი ვიყავით. ანუ, მათემატიკური მიდგომა, რომელიც ვთავაზობდი, არასწორი იყო, მაგრამ ძირითადი იდეა სწორი იყო, ან თუნდაც, ამის გასავლელი გზა არსებობდა.

ახლა, ათწლეულის შემდეგ, ხალხის საზოგადოება მუშაობს, რომელიც კვანტური მექანიკის ამ და სხვა მასალებთან დაკავშირებულ პროგრამებზე იყენებს, თუ როგორ უმკლავდება გონება სიტყვებს, ცნებებს და გადაწყვეტილების მიღებას, მათემატიკური ფსიქოლოგიის ჟურნალის სპეციალურ გამოცემა თემა და ყოველწლიური 'კვანტური ურთიერთქმედების' კონფერენცია, რომელიც ტარდებოდა ისეთ ადგილებში, როგორიცაა ოქსფორდი და სტენფორდი. 2011 წლის კოგნიტური მეცნიერების საზოგადოების ყოველწლიურ შეხვედრაზე მასზე სიმპოზიუმიც კი ჩატარდა. ეს არ არის ფსიქოლოგიის ზომიერი დარგი, მაგრამ არც ისე '' ზღვარზეა '', როგორც ადრე.

სხვა პოსტში განვიხილავ ახალ უცნაურ ‘არაკლასიკურ’ მათემატიკას, რომელიც შემუშავდა კვანტური ნაწილაკების ქცევის აღსაწერად და როგორ იქნა გამოყენებული ეს ცნებების აღწერისას და როგორ მოქმედებენ ისინი ჩვენს გონებაში. Გაგრძელება იქნება.....