Kvant mexanikasini odamlarning fikrlash tarziga tatbiq etish seziladimi?

Istalgan kitob do'koniga kiring va siz "kvant hisoblash", "kvant shifo" va hatto "kvant golf" bo'yicha kitoblarni topishingiz mumkin. Ammo kvant mexanikasi subatomik zarralarning mikromodilidagi narsalarni tasvirlaydi, shunday emasmi? Fikrlar, his-tuyg'ular va g'oyalar kabi psixologik narsalarga u yoqda tursin, uni kompyuterlar va golf kabi makroskopik narsalarga tatbiq etishning nima foydasi bor?

Ehtimol, bu murakkab narsani tushunishni osonlashtirishga yordam berish uchun o'xshashlik sifatida qo'llanilishi mumkin. Ammo kvant mexanikasining o'zi murakkab; bu insoniyat o'ylab topgan eng sirli murakkab nazariyalardan biridir. Xo'sh, qanday qilib kvant mexanikasiga o'xshashlik yaratish orqali nimani yaxshiroq tushunishimiz mumkin?

Kuzatuvchining fizikadagi ta'siri

Men "kvant shifo" yoki "kvant golf" haqida bilmayman, lekin men 1998 yilda disiplinlerarası tadqiqot markazida fizika aspiranti bilan suhbatlashayotganda kvant nazariyasi va odamlar tushunchalardan qanday foydalanishlari o'rtasidagi bog'liqlik haqida o'ylay boshladim. Belgiyada. Talaba Frenki menga kvant mexanikasini ilhomlantirgan ba'zi paradokslar haqida gapirib berdi. Paradokslardan biri kuzatuvchi ta'siri: biz kvant zarrasi haqida hech narsa bila olmaymiz, lekin uni o'lchov qilmasdan, lekin kvant zarralari shu qadar sezgirki, biz har qanday o'lchovni amalga oshirishda zarracha holatini o'zgartiramiz, umuman olganda uni butunlay yo'q qiladi!

Fizikada chalkashlik effekti

Yana bir paradoks - kvant zarralari shu qadar chuqur ta'sir o'tkazadiki, ular individual xususiyatlarini yo'qotadilar va o'zlarini birdek tutadilar. Bundan tashqari, o'zaro ta'sir natijasida uning tarkibiy qismlaridan har xil xususiyatlarga ega bo'lgan yangi shaxs paydo bo'ladi. Bu sodir bo'lganda, ikkinchisiga ta'sir qilmasdan birini o'lchash mumkin emas va aksincha. Ushbu turdagi birlashishni hal qilish uchun matematikaning yangi turini ishlab chiqish kerak edi chalkashlik, deyiladi. Ushbu ikkinchi paradoks - chalkashlik - birinchi paradoks - kuzatuvchi effekti bilan chuqur bog'liq bo'lishi mumkin, chunki kuzatuvchi o'lchov o'tkazganda kuzatuvchi va kuzatuvchi chalkash tizimga aylanishi mumkin.

Tushunchalar

Men Frankiga o'xshash paradokslar tushunchalarning tavsifiga nisbatan paydo bo'lishini ta'kidladim. Odatda tushunchalar bizni hozirgi holatga o'xshash deb baholagan vaziyatlarni sharhlashga imkon beradigan narsa deb o'ylashadi. Ular CHAIR singari konkret yoki BEAUTY kabi mavhum bo'lishi mumkin. An'anaviy ravishda ular dunyodagi mavjudotlar sinfini ifodalovchi ichki tuzilmalar sifatida qaraldi. Biroq, borgan sari ular doimiy vakili tuzilishga ega emas deb o'ylashadi, ularning tarkibiga ular paydo bo'lgan kontekstlar dinamik ravishda ta'sir qiladi.

Masalan, BABY tushunchasi haqiqiy inson chaqalog'iga, plastmassadan yasalgan qo'g'irchoqqa yoki pirojnoe ustiga muz bilan bo'yalgan kichkina tayoqchaga nisbatan qo'llanilishi mumkin. Qo'shiq muallifi BABY haqida, ehtimol, qofiyalangan so'zga ehtiyoj sezishi mumkin. Va hokazo. Ilgari tushunchalarning asosiy vazifasi predmetlarni ma'lum bir sinfning misollari sifatida identifikatsiya qilish deb hisoblangan bo'lsa, tobora ko'proq ularni nafaqat aniqlash, balki ma'no hosil qilishda faol ishtirok etish uchun ko'rish mumkin. Masalan, agar kichkinagina kalitni BABY WRENCH deb atashsa, u kalitni BABY ning namunasi sifatida aniqlashga urinmaydi, yoki go'dakni WRENCH ning namunasi deb ham bilmaydi. Shunday qilib, tushunchalar tashqi dunyodagi narsalarni ichki tasvirlashdan ko'ra nozikroq va murakkabroq ishlarni amalga oshirmoqda.

Bu "ko'proq narsa" nimani anglatadi va u qanday ishlaydi, bugungi kunda psixologiya oldida turgan eng muhim vazifa bo'lishi mumkin; inson tafakkurining moslashuvchanligi va kompozitsionligini anglash juda muhimdir. Masalan, rasmlar yoki filmlar yoki matn parchalari biz uchun faqat ularning so'zlari yoki boshqa kompozitsion elementlarning yig'indisidan iborat bo'lmagan ma'noga ega bo'lish uchun qanday birlashishini tushunish juda muhimdir.

Ushbu "ko'proq narsa" bilan shug'ullanish uchun tushunchalarning matematik nazariyasi kerak. Psixologlar tushunchalarning matematik nazariyasini o'nlab yillar davomida ishlab chiqishga harakat qilishdi. Garchi ular odamlarning yakka, ajratilgan tushunchalar bilan qanday munosabatda bo'lishlarini tasvirlashi va bashorat qilishi mumkin bo'lgan nazariyalarni ishlab chiqishda juda yaxshi ishlashgan bo'lsalar-da, odamlar kontseptsiyalar orasidagi kombinatsiyalar yoki o'zaro ta'sirlar bilan qanday munosabatda bo'lishlarini tavsiflashi va bashorat qilishlari mumkin bo'lgan nazariyani ishlab chiqa olmadilar yoki hattoki ularning mazmuni har xil kontekstda paydo bo'lganda qanday o'zgaruvchan o'zgarishini tasvirlab beradigan nazariya. Tushunchalarning matematik nazariyasini ishlab chiqishni qiyinlashtirgan hodisalar kvant zarralarining xatti-harakatlarini tavsiflovchi nazariyani ishlab chiqishni qiyinlashtirgan hodisalarni juda eslatadi!

Kontseptsiyalar uchun kuzatuvchining ta'siri

Ikkala kvant mexanikasi va tushunchalarining paradokslari markazida ta'siri kontekst . Kvant mexanikasida a tushunchasi mavjud asosiy holat, zarracha boshqa zarrachalar bilan o'zaro aloqada bo'lmaganda, ya'ni unga biron bir kontekst ta'sir qilmaydigan holat. Bu maksimal holat salohiyat chunki u o'zaro ta'sir qilishi mumkin bo'lgan turli xil sharoitlarni hisobga olgan holda turli xil usullarni namoyish etish imkoniyatiga ega. Bir zumda zarracha asosiy holatidan chiqib, o'lchov ta'siriga tushib qoladi, u amal qilish potentsialining bir qismiga aylanadi; uning o'lchovi qilingan va uning ba'zi jihatlari yaxshiroq tushunilgan. Xuddi shunday, siz bir daqiqa oldin TABLE tushunchasi kabi kontseptsiya haqida o'ylamaganingizda, u sizning ongingizda to'liq potentsial holatida mavjud bo'lgan bo'lishi mumkin. O'sha paytda TABLE tushunchasi KITSEN JADVALI, Hovuzli stol yoki hatto MULTIPLIKASIYA JADVALI uchun qo'llanilishi mumkin. Ammo bir necha soniya oldin siz Jadval so'zini o'qiganingizda, ushbu maqolani o'qish konteksti ta'siri ostida qoldi. POOL TABLE kontseptsiyasi kombinatsiyasini o'qiganingizda, TABLE salohiyatining ba'zi jihatlari uzoqlashdi (masalan, ovqatni ushlab turish imkoniyati), boshqalari esa aniqroq bo'ldi (masalan, rulonli to'plarni ushlab turish qobiliyati). Har qanday alohida kontekst potentsialning ba'zi jihatlarini hayotga qaytaradi, boshqa jihatlarini ko'mib tashlaydi.

Shunday qilib, kvant mavjudotining xususiyatlari o'lchov kontekstidan tashqari aniq qiymatlarga ega bo'lmagani kabi, kontseptsiyaning xususiyatlari yoki xususiyatlari ma'lum bir vaziyat kontekstidan tashqari aniq amallarga ega emas. Kvant mexanikasida kvant mavjudotining holatlari va xususiyatlariga o'lchov yordamida sistematik va matematik jihatdan yaxshi modellashtirilgan ta'sir ko'rsatiladi. Xuddi shunday, kontseptsiya boshdan kechirilgan kontekst, bu tushunchani qanday boshdan kechirishi muqarrar ravishda rang beradi. Buni kontseptsiyalar uchun kuzatuvchi effekti deb atash mumkin.

Tushunchalar chigalligi

Kontseptsiyalar uchun nafaqat "kuzatuvchi effekti", balki "chalkashlik effekti" ham mavjud. Buni tushuntirish uchun ISLAND tushunchasini ko'rib chiqing. Agar ilgari kontseptsiyaning aniqlovchi yoki aniqlovchi xususiyati bo'lgan bo'lsa, ISLAND kontseptsiyasi uchun "suv bilan o'ralgan" xususiyat bo'lishi kerak edi. Haqiqatan ham "suv bilan o'ralgan" orol degan ma'noni anglatadigan narsaning markaziy qismidir, to'g'rimi? Ammo bir kuni men tasodifan biz "oshxona oroli" deb aytayotganimizni, biz nazarda tutgan narsa suv bilan o'ralganligini kutmasdan (haqiqatan ham bu bezovta bo'lar edi) edi suv bilan o'ralgan!) KITSEN va ISLAND birlashganda, ular na oshxonalar, na orollar xususiyatlari asosida oldindan aytib bo'lmaydigan xususiyatlarni namoyish etadilar. Ular birlashtirilib, tarkibiy tushunchalardan kattaroq bo'lgan yagona ma'no birligiga aylanadi. Ushbu tushunchalarni yangi va kutilmagan usullar bilan birlashtirish inson aql-idrokida markaziy o'rin tutadi va bu ijodiy jarayonning yuragi bo'lib, uni tushunchalar uchun chalkashlik muammosi deb hisoblash mumkin.

Tarixiy kontekstda ko'rilgan tushunchalarga o'xshash narsalarga kvant mexanikasini qo'llash juda yoqimli bo'lib tuyulishi mumkin, bu unchalik g'alati harakat emas. Tarixiy ravishda fizikaning bir qismi bo'lgan ko'plab nazariyalar geometriya, ehtimollar nazariyasi va statistika kabi matematikaning bir qismi sifatida tasniflangan. Ular fizika deb hisoblangan paytlarda ular dunyoning fizikaga oid qismlarini modellashtirishga e'tibor berishdi. Geometriyada bu kosmosdagi shakllar edi, ehtimollik nazariyasi va statistikasi holatida bu jismoniy haqiqatdagi noaniq hodisalarni muntazam baholashi edi. Dastlabki fizik nazariyalar hozirgi kunda eng mavhum shakllarini oldi va boshqa ilm-fan sohalarida, shu jumladan insoniyat fanlarida ham osonlikcha qo'llanilmoqda, chunki ular fizika emas, balki matematika hisoblanadi. (Matematika nazariyasining bilimlarning barcha sohalarida qanday qo'llanilishini yanada sodda misoli - bu raqamlar nazariyasi. Biz hammamiz rozi bo'lamizki, hisoblash, shuningdek qo'shish, ayirish va hokazolarni hisoblash ob'ektning tabiatidan mustaqil ravishda amalga oshiriladi. .)

Aynan shu ma'noda kvant mexanikasidan kelib chiqadigan matematik tuzilmalardan foydalanib, tushunchalarning kontekstual nazariyasini yaratish uchun mikroto'llanishga taalluqli bo'lgan fizik ma'nolarni biriktirmasdan foydalanishni boshladim. Men bu g'oya haqida doktor doktorim Diederik Aertsga hayajon bilan aytdim. U allaqachon yolg'onchi paradoksni tasvirlash uchun kvant mexanikasining umumlashmalaridan foydalangan (masalan, "Bu jumla yolg'on" kabi jumlani o'qiganingizda, ongingiz "rost" va "rost emas" o'rtasida oldinga va orqaga o'tib ketadi). Agar kvant tuzilmalarini kontseptsiyalarga tatbiq etish g'oyasini qadrlaydigan biron bir kishi bo'lsa, u albatta u edi. Men unga aytganimda, u texnik sabablarga ko'ra qilmoqchi bo'lganim ishlamay qolishini aytdi.

Biroq, men bu g'oyani berolmadim. Intuitiv ravishda bu o'zini to'g'ri his qildi. Va bu chiqdi, na mening maslahatchim. Ikkalamiz ham shu haqda o'ylardik. Keyingi oylarda u ikkalamiz ham haq bo'lganday tuyula boshladi. Ya'ni, men taklif qilgan matematik yondashuv noto'g'ri edi, lekin asosiy g'oya to'g'ri edi, yoki hech bo'lmaganda, unga borish uchun yo'l bor edi.

Endi, o'n yil o'tib, "Matematik psixologiya jurnali" ning "Matematik psixologiya jurnali" ning maxsus sonini, aqlning so'zlarni, tushunchalarni va qarorlarni qabul qilishni qanday boshqarishi bo'yicha kvant mexanikasining shu va boshqa tegishli dasturlari ustida ishlaydigan odamlar jamiyati mavjud. mavzu va Oksford va Stenford kabi joylarda o'tkaziladigan har yili o'tkaziladigan "Kvant o'zaro ta'siri" konferentsiyasi. Hatto 2011 yilda Kognitiv Ilmiy Jamiyatning yillik yig'ilishida simpozium bo'lib o'tdi. Bu psixologiyaning asosiy tarmog'i emas, lekin u avvalgidek "chekka" emas.

Boshqa lavozimda kvant zarralari xatti-harakatlarini tavsiflash uchun ishlab chiqilgan g'alati yangi "klassik bo'lmagan" matematikani va u tushunchalarni tavsiflashda qanday qo'llanilganligi va ularning bizning ongimizdagi o'zaro ta'sirini muhokama qilaman. Davomi bor.....