Nền tảng cơ bản tương tự cho phép mèo Schrödinger vừa sống vừa chết, đồng thời cũng có nghĩa là hai hạt có thể "nói chuyện với nhau" ngay cả trên khoảng cách của một thiên hà, có thể giúp giải thích có lẽ là hiện tượng bí ẩn nhất: hành vi của con người.
Vật lý lượng tử và tâm lý con người có vẻ hoàn toàn không liên quan, nhưng một số nhà khoa học cho rằng hai lĩnh vực này trùng lặp theo những cách thú vị. Cả hai ngành đều cố gắng dự đoán các hệ thống phi thường có thể hoạt động như thế nào trong tương lai. Sự khác biệt là một lĩnh vực nhằm tìm hiểu bản chất cơ bản của các hạt vật lý, trong khi các lĩnh vực khác cố gắng giải thích Nhân loại thiên nhiên - cùng với những ngụy biện vốn có của nó.
"Các nhà khoa học nhận thức phát hiện ra rằng có nhiều hành vi của con người" phi lý ", Xiaochu Zhang, nhà sinh lý học và nhà thần kinh học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc ở Hefei, nói với Live Science trong email. Các lý thuyết cổ điển về nỗ lực ra quyết định để dự đoán lựa chọn nào mà một người sẽ đưa ra một số tham số nhất định, nhưng con người dễ sai lầm không luôn luôn cư xử như mong đợi. Nghiên cứu gần đây cho thấy những sai sót trong logic "có thể được giải thích tốt bằng lý thuyết xác suất lượng tử", Zhang nói.
Zhang đứng giữa những người ủng hộ cái gọi là nhận thức lượng tử. Trong một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 20 tháng 1 trên tạp chí Nature Human Behavior, ông và các đồng nghiệp đã điều tra làm thế nào các khái niệm mượn từ cơ học lượng tử có thể giúp các nhà tâm lý học dự đoán tốt hơn việc ra quyết định của con người. Trong khi ghi lại những quyết định mà mọi người đưa ra cho một nhiệm vụ tâm lý nổi tiếng, nhóm nghiên cứu cũng theo dõi hoạt động não của người tham gia. Các bản quét đã làm nổi bật các vùng não cụ thể có thể liên quan đến các quá trình suy nghĩ giống như lượng tử.
Nghiên cứu này là "người đầu tiên ủng hộ ý tưởng nhận thức lượng tử ở cấp độ thần kinh", Zhang nói.
Thật tuyệt - bây giờ điều đó thực sự có nghĩa là gì?
Tính không chắc chắn
Cơ học lượng tử mô tả hành vi của các hạt nhỏ tạo nên mọi vật chất trong vũ trụ, cụ thể là các nguyên tử và các thành phần hạ nguyên tử của chúng. Một nguyên lý trung tâm của lý thuyết cho thấy rất nhiều sự không chắc chắn trong thế giới rất nhỏ này, một cái gì đó không nhìn thấy ở quy mô lớn hơn. Chẳng hạn, trong thế giới rộng lớn, người ta có thể biết một chuyến tàu đang ở đâu trên tuyến và tốc độ di chuyển của nó, và đưa ra dữ liệu này, người ta có thể dự đoán khi nào chuyến tàu đó sẽ đến ga tiếp theo.
Bây giờ, trao đổi tàu cho một electron và năng lượng dự đoán của bạn biến mất - bạn không thể biết chính xác vị trí và động lượng của một electron nhất định, nhưng bạn có thể tính xác suất hạt có thể xuất hiện ở một điểm nhất định, di chuyển tại một tỷ lệ cụ thể. Theo cách này, bạn có thể có được một ý tưởng mơ hồ về những gì điện tử có thể làm được.
Giống như sự không chắc chắn tràn ngập thế giới hạ nguyên tử, nó cũng thấm vào quá trình ra quyết định của chúng ta, cho dù chúng ta đang tranh luận về loạt phim mới nào để theo dõi hay bỏ phiếu trong cuộc bầu cử tổng thống. Đây là nơi cơ học lượng tử xuất hiện. Không giống như các lý thuyết cổ điển về việc ra quyết định, thế giới lượng tử dành chỗ cho một mức độ không chắc chắn nhất định.
Các lý thuyết tâm lý học cổ điển dựa trên ý tưởng rằng mọi người đưa ra quyết định nhằm tối đa hóa "phần thưởng" và giảm thiểu "hình phạt" - nói cách khác, để đảm bảo hành động của họ dẫn đến kết quả tích cực hơn hậu quả tiêu cực. Logic này, được gọi là "học tăng cường", phù hợp với điều kiện Pavlonia, trong đó mọi người học cách dự đoán hậu quả của hành động của họ dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ, theo báo cáo năm 2009 trên Tạp chí Tâm lý học toán học.
Nếu thực sự bị ràng buộc bởi khuôn khổ này, con người sẽ luôn cân nhắc các giá trị khách quan của hai lựa chọn trước khi lựa chọn giữa chúng. Nhưng trong thực tế, mọi người không luôn làm việc theo cách đó; cảm giác chủ quan của họ về một tình huống làm suy yếu khả năng đưa ra quyết định khách quan của họ.
Đầu và đuôi (cùng một lúc)
Hãy xem xét một ví dụ:
Hãy tưởng tượng bạn đang đặt cược vào việc một đồng xu được ném sẽ rơi vào đầu hoặc đuôi. Người đứng đầu giúp bạn kiếm được 200 đô la, đuôi có giá 100 đô la và bạn có thể chọn tung đồng xu hai lần. Khi được đặt trong kịch bản này, hầu hết mọi người chọn đặt cược hai lần bất kể lần ném ban đầu có kết quả thắng hay thua, theo một nghiên cứu được công bố năm 1992 trên tạp chí Tâm lý học nhận thức. Có lẽ, người chiến thắng đặt cược lần thứ hai bởi vì họ đứng ra để kiếm tiền bất kể điều gì, trong khi những người thua cuộc đặt cược trong nỗ lực để phục hồi tổn thất của họ, và sau đó một số. Tuy nhiên, nếu người chơi không được phép biết kết quả của lần lật đồng xu đầu tiên, họ hiếm khi thực hiện lần đánh bạc thứ hai.
Khi được biết, lần lật đầu tiên không ảnh hưởng đến sự lựa chọn tiếp theo, nhưng khi chưa biết, nó sẽ tạo ra sự khác biệt. Nghịch lý này không phù hợp với khuôn khổ của học tập củng cố cổ điển, dự đoán rằng sự lựa chọn khách quan phải luôn giống nhau. Ngược lại, cơ học lượng tử tính đến sự không chắc chắn và thực sự dự đoán kết quả kỳ lạ này.
"Người ta có thể nói rằng mô hình ra quyết định dựa trên lượng tử 'chủ yếu đề cập đến việc sử dụng xác suất lượng tử trong lĩnh vực nhận thức," Emmanuel Haven và Andrei Khrennikov, đồng tác giả của sách giáo khoa "Khoa học xã hội lượng tử" (Cambridge University Press, 2013), nói với Live Science trong một email.
Giống như một điện tử cụ thể có thể ở đây hoặc ở đó tại một thời điểm nhất định, cơ học lượng tử giả định rằng việc tung đồng xu đầu tiên dẫn đến cả thắng và thua, đồng thời. (Nói cách khác, trong thí nghiệm tư tưởng nổi tiếng, con mèo Schrödinger vừa sống vừa chết.) Trong khi bị bắt ở trạng thái mơ hồ này, được gọi là "chồng chất", một lựa chọn cuối cùng của một cá nhân là không xác định và không thể đoán trước. Cơ học lượng tử cũng thừa nhận rằng niềm tin của mọi người về kết quả của một quyết định nhất định - dù nó sẽ tốt hay xấu - thường phản ánh lựa chọn cuối cùng của họ là gì. Theo cách này, niềm tin của mọi người tương tác hoặc trở nên "vướng víu" với hành động cuối cùng của họ.
Các hạt hạ nguyên tử cũng có thể bị vướng víu và ảnh hưởng đến hành vi của nhau ngay cả khi cách nhau bởi khoảng cách lớn. Chẳng hạn, việc đo lường hành vi của một hạt ở Nhật Bản sẽ làm thay đổi hành vi của đối tác vướng víu ở Hoa Kỳ. Trong tâm lý học, một sự tương tự tương tự có thể được rút ra giữa niềm tin và hành vi. "Chính xác là sự tương tác này", hay trạng thái vướng víu, "ảnh hưởng đến kết quả đo lường", Haven và Khrennikov nói. Kết quả đo lường, trong trường hợp này, đề cập đến sự lựa chọn cuối cùng mà một cá nhân đưa ra. "Điều này có thể được xây dựng chính xác với sự trợ giúp của xác suất lượng tử."
Các nhà khoa học có thể mô hình hóa một cách toán học trạng thái chồng chất vướng víu này - trong đó hai hạt ảnh hưởng lẫn nhau ngay cả khi chúng cách nhau một khoảng cách lớn - như đã được trình bày trong báo cáo năm 2007 do Hiệp hội vì sự tiến bộ của trí tuệ nhân tạo công bố. Và đáng chú ý, công thức cuối cùng dự đoán chính xác kết quả nghịch lý của mô hình tung đồng xu. "Sự sai sót trong logic có thể được giải thích tốt hơn bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận dựa trên lượng tử", Haven và Khrennikov lưu ý.
Đặt cược vào lượng tử
Trong nghiên cứu mới của họ, Zhang và các đồng nghiệp đã đưa ra hai mô hình ra quyết định dựa trên lượng tử đối với 12 mô hình tâm lý học cổ điển để xem hành vi nào dự đoán tốt nhất hành vi của con người trong một nhiệm vụ tâm lý. Thí nghiệm, được gọi là Nhiệm vụ Đánh bạc Iowa, được thiết kế để đánh giá khả năng học hỏi từ những sai lầm của mọi người và điều chỉnh chiến lược ra quyết định của họ theo thời gian.
Trong nhiệm vụ, người tham gia rút ra từ bốn bộ bài. Mỗi thẻ kiếm được tiền của người chơi hoặc trả tiền cho họ và mục tiêu của trò chơi là kiếm được càng nhiều tiền càng tốt. Cái bắt nằm ở cách mỗi cỗ bài được xếp chồng lên nhau. Vẽ từ một cỗ bài có thể kiếm được một khoản tiền lớn cho người chơi trong thời gian ngắn, nhưng nó sẽ khiến họ mất nhiều tiền hơn vào cuối trò chơi. Các sàn khác cung cấp một khoản tiền nhỏ hơn trong ngắn hạn, nhưng tổng số hình phạt ít hơn. Thông qua chơi trò chơi, người chiến thắng học cách rút tiền từ các sàn "chậm và ổn định", trong khi những người thua rút ra từ các sàn kiếm được tiền mặt nhanh chóng và hình phạt dốc.
Trong lịch sử, những người nghiện ma túy hoặc tổn thương não hoạt động kém hơn trong Nhiệm vụ Đánh bạc Iowa so với những người tham gia khỏe mạnh, điều này cho thấy tình trạng của họ bằng cách nào đó làm suy yếu khả năng ra quyết định, như được nhấn mạnh trong một nghiên cứu được công bố năm 2014 trên tạp chí Ứng dụng Thần kinh học: Trẻ em. Mô hình này đúng với thí nghiệm của Zhang, bao gồm khoảng 60 người tham gia khỏe mạnh và 40 người nghiện nicotine.
Hai mô hình lượng tử đã đưa ra dự đoán tương tự chính xác nhất trong số các mô hình cổ điển, các tác giả lưu ý. "Mặc dù các mô hình không vượt trội hoàn toàn so với một trong những người nên nhận thức được rằng khung vẫn còn ở giai đoạn sơ khai và chắc chắn xứng đáng được nghiên cứu bổ sung", họ nói thêm.
Để củng cố giá trị của nghiên cứu của họ, nhóm đã quét não của từng người tham gia khi họ hoàn thành Nhiệm vụ Đánh bạc Iowa. Khi làm như vậy, các tác giả đã cố gắng nhìn trộm những gì đang xảy ra trong não khi những người tham gia học và điều chỉnh chiến lược chơi trò chơi của họ theo thời gian. Các đầu ra được tạo ra bởi mô hình lượng tử dự đoán quá trình học tập này sẽ diễn ra như thế nào và do đó, các tác giả đã đưa ra giả thuyết rằng các điểm nóng của hoạt động não có thể tương quan với dự đoán của các mô hình.
Các bản quét đã cho thấy một số vùng não hoạt động ở những người tham gia khỏe mạnh trong khi chơi trò chơi, bao gồm kích hoạt một số nếp gấp lớn trong thùy trán được biết là có liên quan đến việc ra quyết định. Tuy nhiên, trong nhóm hút thuốc, không có điểm nóng nào về hoạt động của não dường như gắn liền với dự đoán của mô hình lượng tử. Vì mô hình phản ánh khả năng học hỏi từ những sai lầm của người tham gia, kết quả có thể minh họa cho những khiếm khuyết trong việc ra quyết định trong nhóm hút thuốc, các tác giả lưu ý.
Tuy nhiên, "nghiên cứu sâu hơn được bảo đảm" để xác định những gì những khác biệt hoạt động não thực sự phản ánh ở những người hút thuốc và không hút thuốc, họ nói thêm. "Việc ghép các mô hình giống như lượng tử với các quá trình sinh lý thần kinh trong não là một vấn đề rất phức tạp", Haven và Khrennikov nói. "Nghiên cứu này có tầm quan trọng lớn là bước đầu tiên hướng tới giải pháp của nó."
Các mô hình học tập củng cố cổ điển đã cho thấy "thành công lớn" trong các nghiên cứu về cảm xúc, rối loạn tâm thần, hành vi xã hội, ý chí tự do và nhiều chức năng nhận thức khác, Zhang nói. "Chúng tôi hy vọng rằng việc học tăng cường lượng tử cũng sẽ làm sáng tỏ, cung cấp những hiểu biết độc đáo."
Theo thời gian, có lẽ cơ học lượng tử sẽ giúp giải thích các lỗ hổng phổ biến trong logic của con người, cũng như cách mà sự sai lầm đó biểu hiện ở cấp độ của các tế bào thần kinh.
