L'application de la mécanique quantique à la façon de penser des gens a-t-elle un sens?

Allez dans n'importe quelle librairie et vous trouverez des livres sur le «calcul quantique», la «guérison quantique» et même le «golf quantique». Mais la mécanique quantique décrit des choses dans le micromonde des particules subatomiques, n'est-ce pas? À quoi sert-il de l'appliquer à des choses macroscopiques comme les ordinateurs et le golf, sans parler des choses psychologiques comme les pensées, les sentiments et les idées?

Peut-être que cela est appliqué comme une analogie, pour aider à rendre quelque chose de compliqué plus facile à comprendre. Mais la mécanique quantique elle-même est compliquée; c'est l'une des théories les plus énigmatiquement complexes que les humains aient jamais imaginées. Alors, comment pourrions-nous mieux comprendre quelque chose en faisant une analogie avec la mécanique quantique?

Effet d'observateur en physique

Je ne connais pas la `` guérison quantique '' ou le `` golf quantique '', mais j'ai commencé à réfléchir à un lien possible entre la théorie quantique et la façon dont les gens utilisent les concepts en 1998 lorsque je parlais à un étudiant diplômé en physique dans un centre de recherche interdisciplinaire. en Belgique. L'étudiant, Franky, me parlait de certains des paradoxes qui ont inspiré la mécanique quantique. Un paradoxe est le effet d'observateur: on ne peut rien savoir d'une particule quantique sans en effectuer une mesure, mais les particules quantiques sont si sensibles que toute mesure que l'on pourrait faire change inévitablement l'état de la particule, voire la détruit généralement entièrement!

Effet d'enchevêtrement en physique

Un autre paradoxe est que les particules quantiques peuvent interagir d'une manière si profonde qu'elles perdent leur identité individuelle et se comportent comme une seule. De plus, l'interaction aboutit à une nouvelle entité avec des propriétés différentes de l'un ou l'autre de ses constituants. Lorsque cela se produit, il n'est pas possible d'effectuer une mesure de l'un sans affecter l'autre, et vice versa. Un tout nouveau type de mathématiques a dû être développé pour faire face à ce type de fusion ou enchevêtrement, tel qu'on le dit. Ce second paradoxe - l'intrication - peut être profondément lié au premier paradoxe - l'effet d'observateur - en ce sens que lorsque l'observateur fait une mesure, l'observateur et l'observé peuvent devenir un système intriqué.

Concepts

J'ai fait remarquer à Franky que des paradoxes similaires se posent en ce qui concerne la description des concepts. Les concepts sont généralement considérés comme ce qui nous permet d'interpréter des situations en termes de situations antérieures que nous jugeons similaires au présent. Ils peuvent être concrets, comme CHAISE, ou abstraits, comme BEAUTÉ. Traditionnellement, ils ont été considérés comme des structures internes qui représentent une classe d'entités dans le monde. Cependant, on pense de plus en plus qu'ils n'ont pas de structure de représentation fixe, leur structure étant dynamiquement influencée par les contextes dans lesquels ils surviennent.

Par exemple, le concept BABY peut être appliqué à un vrai bébé humain, une poupée en plastique ou un petit bâton peint avec du glaçage sur un gâteau. Un auteur-compositeur pourrait penser à BÉBÉ dans le contexte du besoin d'un mot qui rime avec peut-être. Et ainsi de suite. Alors que dans le passé on pensait que la fonction première des concepts était l'identification des éléments en tant qu'instances d'une classe particulière, on les voit de plus en plus non seulement pour identifier, mais pour participer activement à la génération de sens. Par exemple, si l'on se réfère à une petite clé en tant que CLÉ BÉBÉ, on n'essaie pas d'identifier la clé comme une instance de BÉBÉ, ni d'identifier un bébé comme une instance de CLÉ. Ainsi, les concepts font quelque chose de plus subtil et complexe que de représenter intérieurement des choses dans le monde extérieur.

Qu'est-ce que ce «quelque chose de plus» et comment il fonctionne peut bien être la tâche la plus importante de la psychologie aujourd'hui; il est essentiel de comprendre l'adaptabilité et la compositionnalité de la pensée humaine. Il est essentiel, par exemple, de comprendre comment des peintures, des films ou des passages de texte se rassemblent pour avoir une signification pour nous qui n'est pas seulement la somme de leurs mots ou d'autres éléments de composition.

Pour maîtriser ce «quelque chose de plus», il faut une théorie mathématique des concepts. Les psychologues ont essayé de développer une théorie mathématique des concepts pendant des décennies. Bien qu'ils aient assez bien réussi à proposer des théories qui pourraient décrire et prédire comment les gens traitent des concepts uniques et isolés, ils n'ont pas été en mesure de proposer une théorie qui pourrait décrire et prédire comment les gens gèrent les combinaisons ou les interactions entre les concepts, ou même une théorie qui pourrait décrire comment leurs significations changent de manière flexible lorsqu'elles apparaissent dans des contextes différents. Et les phénomènes qui ont rendu difficile l'élaboration d'une théorie mathématique des concepts rappellent beaucoup les phénomènes qui ont rendu difficile l'élaboration d'une théorie qui pourrait décrire le comportement des particules quantiques!

Effet d'observateur pour les concepts

Au cœur des paradoxes de la mécanique quantique et des concepts se trouve l'effet de le contexte . En mécanique quantique, il y a la notion de état fondamental, l'état dans lequel se trouve une particule lorsqu'elle n'interagit avec aucune autre particule, c'est-à-dire lorsqu'elle n'est affectée par aucun contexte. C'est un état de maximum potentialité car il a la possibilité de manifester une multitude de façons différentes compte tenu des différents contextes avec lesquels il pourrait interagir. À l'instant où une particule commence à quitter l'état fondamental et à tomber sous l'influence d'une mesure, elle échange une partie de cette potentialité contre de l'actualité; il en a été mesuré et certains de ses aspects sont mieux compris. De même, lorsque vous ne pensez pas à un concept, tel que le concept TABLE il y a une minute, il peut avoir existé dans votre esprit dans un état de pleine potentialité. A ce moment, le concept TABLE peut s'appliquer à une KITHCEN TABLE, ou une POOL TABLE, voire une MULTIPLICATION TABLE. Mais il y a quelques secondes, à l'instant où vous avez lu le mot TABLE, il est venu sous l'influence du contexte de lecture de cet article. Lorsque vous lisez la combinaison de concepts POOL TABLE, certains aspects de la potentialité de TABLE sont devenus plus lointains (comme son potentiel à contenir de la nourriture), tandis que d'autres sont devenus plus concrets (comme son potentiel à contenir des balles roulantes). Tout contexte particulier donne vie à certains aspects de ce qui est potentiel, tout en enterrant d'autres aspects.

Ainsi, autant les propriétés d'une entité quantique n'ont pas de valeurs définies sauf dans le cadre d'une mesure, les caractéristiques ou propriétés d'un concept n'ont pas d'applicabilité définie sauf dans le contexte d'une situation particulière. En mécanique quantique, les états et les propriétés d'une entité quantique sont affectés de manière systématique et mathématiquement bien modélisée par la mesure. De même, le contexte dans lequel un concept est vécu influence inévitablement la façon dont on expérimente ce concept. On pourrait appeler cela un effet d'observateur pour les concepts.

Enchevêtrement de concepts

Non seulement il y a un «effet d'observateur» pour les concepts, il y a aussi un «effet d'intrication». Pour expliquer cela, considérons le concept ISLAND. Si jamais il y avait une caractéristique d'identification ou de définition d'un concept, ce serait la caractéristique «entourée d'eau» pour le concept ISLAND. «Entouré d'eau» est certainement au cœur de ce que signifie être une île, n'est-ce pas? Mais un jour, j'ai remarqué que nous disions tout le temps «îlot de cuisine» sans nous attendre à ce que la chose à laquelle nous parlions soit entourée d'eau (en effet, ce serait dérangeant si elle ont été entouré d'eau!) Lorsque KITHCEN et ISLAND se rencontrent, ils présentent des propriétés qui ne peuvent être prédites ni sur la base des propriétés des cuisines ni des propriétés des îles. Ils se combinent pour devenir une seule unité de sens plus grande que celle des concepts constitutifs. Cette combinaison de concepts de manière nouvelle et inattendue est au cœur de l'intelligence humaine et est au cœur du processus créatif, et elle peut être considérée comme un problème d'intrication des concepts.

Il peut sembler bizarre d'appliquer la mécanique quantique à quelque chose comme des concepts, vu dans un contexte historique, ce n'est pas un mouvement si étrange. De nombreuses théories qui faisaient historiquement partie de la physique ont maintenant été classées comme faisant partie des mathématiques, telles que la géométrie, la théorie des probabilités et les statistiques. À l'époque où ils étaient considérés comme de la physique, ils se concentraient sur la modélisation de parties du monde relevant de la physique. Dans le cas de la géométrie, il s'agissait de formes dans l'espace, et dans le cas de la théorie des probabilités et des statistiques, il s'agissait de l'estimation systématique d'événements incertains dans la réalité physique. Ces théories à l'origine physiques ont maintenant pris leurs formes les plus abstraites et sont facilement appliquées dans d'autres domaines de la science, y compris les sciences humaines, puisqu'elles sont considérées comme des mathématiques et non pas de la physique. (Un exemple encore plus simple de la façon dont une théorie des mathématiques est applicable dans tous les domaines de la connaissance est la théorie des nombres. Nous sommes tous d'accord pour dire que le comptage, ainsi que l'addition, la soustraction, etc., peuvent être effectués indépendamment de la nature de l'objet compté. .)

C'est dans ce sens que j'ai commencé à réfléchir en utilisant des structures mathématiques issues de la mécanique quantique pour construire une théorie contextuelle des concepts, sans attacher la signification physique qui leur est attribuée lorsqu'elle est appliquée au micromonde. J'ai parlé avec enthousiasme de cette idée à ma conseillère doctorale, Diederik Aerts. Il avait déjà utilisé des généralisations de la mécanique quantique pour décrire le paradoxe du menteur (par exemple, comment lorsque vous lisez une phrase telle que «Cette phrase est fausse», votre esprit bascule entre «vrai» et «faux»). S'il y avait quelqu'un qui pouvait apprécier l'idée d'appliquer des structures quantiques à des concepts, ce serait sûrement lui. Quand je lui ai dit, cependant, il a dit que pour des raisons techniques, ce que j'essayais de faire ne fonctionnerait pas.

Cependant, je ne pouvais pas donner l'idée. Intuitivement, cela semblait juste. Et il s'est avéré que mon conseiller ne le pouvait pas non plus. Nous avons tous les deux continué à y penser. Et dans les mois qui ont suivi, il a commencé à donner l'impression que nous avions tous les deux raison. Autrement dit, l'approche mathématique que j'avais suggérée était fausse, mais l'idée sous-jacente était juste, ou du moins, il y avait un moyen de s'y prendre.

Aujourd'hui, plus d'une décennie plus tard, il y a une communauté de personnes travaillant sur ceci et d'autres applications liées de la mécanique quantique à la façon dont l'esprit gère les mots, les concepts et la prise de décision, un numéro spécial du `` Journal of Mathematical Psychology '' consacré à la sujet, et une conférence annuelle «Quantum Interaction» qui a eu lieu dans des endroits comme Oxford et Stanford. Il y a même eu un symposium à ce sujet lors de la réunion annuelle 2011 de la Cognitive Science Society. Ce n’est pas une branche courante de la psychologie, mais ce n’est pas aussi «marginal» qu’auparavant.

Dans un autre article, je discuterai des nouvelles mathématiques étranges «non classiques» qui ont été développées pour décrire le comportement des particules quantiques, et comment elles ont été appliquées à la description des concepts et comment ils interagissent dans notre esprit. À suivre.....