سبد خرید

آیا ما مغز کوانتومی داریم؟

رفتار انسان معمایی است که بسیاری از دانشمندان را مجذوب خود می کند. و بحث های زیادی در مورد نقش احتمال در توضیح نحوه عملکرد ذهن ما وجود داشته است.

احتمال یک چارچوب ریاضی طراحی شده است تا به ما بگوید احتمال وقوع یک رویداد چقدر است – و برای بسیاری از موقعیت های روزمره به خوبی کار می کند. به عنوان مثال، نتیجه پرتاب سکه را ½ یا 50 درصد توصیف می کند زیرا پرتاب سر یا دم به یک اندازه محتمل است.

با این حال، تحقیقات نشان داده است که رفتار انسان را نمی توان به طور کامل توسط این قوانین سنتی یا “کلاسیک” احتمال تسخیر کرد. آیا می‌توان آن را با روشی که احتمال در دنیای اسرارآمیزتر مکانیک کوانتومی کار می‌کند توضیح داد؟

احتمال ریاضی نیز جزء حیاتی مکانیک کوانتومی است، شاخه ای از فیزیک که نحوه رفتار طبیعت در مقیاس اتم ها یا ذرات زیر اتمی را توصیف می کند. با این حال، همانطور که خواهیم دید، در دنیای کوانتومی، احتمالات از قوانین بسیار متفاوتی پیروی می کنند.

اکتشافات در دو دهه اخیر نقش مهمی را برای “کوانتومی” در شناخت انسان روشن کرده است – اینکه چگونه مغز انسان اطلاعات را برای کسب دانش یا درک پردازش می کند. این یافته ها همچنین پیامدهای بالقوه ای برای توسعه هوش مصنوعی (AI) دارند.

 

“بی منطقی” انسان

دانیل کانمن، برنده جایزه نوبل و دیگر دانشمندان علوم شناختی، روی چیزی که آنها به عنوان “غیرمنطقی” رفتار انسان توصیف می کنند، کار کرده اند. وقتی الگوهای رفتاری از منظر ریاضی به شدت از قواعد نظریه احتمالات کلاسیک پیروی نمی کنند، “غیر منطقی” تلقی می شوند.

برای مثال، یک مطالعه نشان داد که اکثر دانش‌آموزانی که امتحان پایان ترم را پشت سر گذاشته‌اند، ترجیح می‌دهند پس از آن به تعطیلات بروند. به همین ترتیب، اکثریت کسانی که شکست خورده اند نیز می خواهند برای تعطیلات بروند.

اگر دانش آموزی نتیجه خود را نداند، احتمال کلاسیک پیش بینی می کند که آنها تعطیلات را انتخاب می کنند زیرا این گزینه ترجیح داده می شود که آیا قبول شده باشد یا شکست خورده است. با این حال، در این آزمایش، اکثریت دانش‌آموزان ترجیح می‌دادند اگر نمی‌دانستند چگونه کار می‌کنند، به تعطیلات نروند.

به طور شهودی، درک این موضوع سخت نیست که دانش‌آموزان ممکن است نخواهند به تعطیلات بروند، اگر قرار است تمام مدت نگران نتایج امتحان خود باشند.

اما احتمال کلاسیک به طور دقیق رفتار را نشان نمی دهد، بنابراین به عنوان غیر منطقی توصیف می شود. بسیاری از نقض قوانین کلاسیک احتمالات در علوم شناختی مشاهده شده است.

مغز کوانتومی؟

در احتمال کلاسیک، وقتی دنباله ای از سوالات پرسیده می شود، پاسخ ها به ترتیب طرح سوالات بستگی ندارد. در مقابل، در فیزیک کوانتومی، پاسخ به یک سری سوالات می تواند به ترتیب به ترتیبی که از آنها پرسیده می شود بستگی داشته باشد.

یک مثال اندازه گیری اسپین یک الکترون در دو جهت مختلف است. اگر ابتدا چرخش را در جهت افقی و سپس در جهت عمودی اندازه گیری کنید، یک نتیجه خواهید داشت.

 

به دلیل یک ویژگی شناخته شده مکانیک کوانتومی، زمانی که ترتیب معکوس شود، نتایج به طور کلی متفاوت خواهد بود. صرفاً اندازه‌گیری ویژگی یک سیستم کوانتومی می‌تواند بر چیزی که اندازه‌گیری می‌شود (در این مورد اسپین الکترون) و در نتیجه بر نتیجه آزمایش‌های بعدی تأثیر بگذارد.

وابستگی به نظم را می توان در رفتار انسان نیز مشاهده کرد. به عنوان مثال، در مطالعه ای که 20 سال پیش در مورد تأثیرات ترتیب سؤالات بر پاسخ های پاسخ دهندگان منتشر شد، از آزمودنی ها پرسیده شد که آیا فکر می کنند رئیس جمهور قبلی ایالات متحده، بیل کلینتون، صادق است یا خیر. سپس از آنها پرسیده شد که آیا ال گور معاون او صادق به نظر می رسد.

در سطح روزمره، ممکن است به نظر برسد که رفتار انسان سازگار نیست زیرا اغلب قوانین نظریه احتمالات کلاسیک را نقض می کند. با این حال، به نظر می رسد که این رفتار با روشی که احتمال در مکانیک کوانتومی کار می کند مطابقت دارد.

مشاهدات از این نوع باعث شده است که دانشمند شناختی جروم بوزمایر و بسیاری دیگر متوجه شوند که مکانیک کوانتومی در کل می تواند رفتار انسان را به روشی سازگارتر توضیح دهد.

بر اساس این فرضیه شگفت‌انگیز، حوزه تحقیقاتی جدیدی به نام «شناخت کوانتومی» در حوزه علوم شناختی پدید آمده است.چگونه ممکن است که فرآیندهای فکری توسط قوانین کوانتومی دیکته شوند؟ آیا مغز ما مانند یک کامپیوتر کوانتومی کار می کند؟ هنوز هیچ کس پاسخ ها را نمی داند، اما به نظر می رسد داده های تجربی قویاً نشان می دهد که افکار ما از قوانین کوانتومی پیروی می کنند.

رفتار پویا

به موازات این تحولات هیجان‌انگیز، طی دو دهه گذشته، من و همکارانم چارچوبی را برای مدل‌سازی – یا شبیه‌سازی – پویایی رفتار شناختی افراد در حین هضم اطلاعات «پر سر و صدا» (یعنی ناقص) از دنیای بیرون ایجاد کرده‌ایم.

ما دوباره دریافتیم که تکنیک‌های ریاضی توسعه‌یافته برای مدل‌سازی دنیای کوانتومی می‌تواند برای مدل‌سازی نحوه پردازش داده‌های پر سر و صدا توسط مغز انسان به کار رود.

این اصول را می توان برای رفتارهای دیگر در زیست شناسی، فراتر از مغز، به کار برد. به عنوان مثال، گیاهان سبز توانایی قابل توجهی در استخراج و تجزیه و تحلیل اطلاعات شیمیایی و سایر اطلاعات از محیط خود و سازگاری با تغییرات دارند.

تخمین تقریبی من، بر اساس آزمایش اخیر روی گیاهان معمولی لوبیا، نشان می‌دهد که آنها می‌توانند این اطلاعات خارجی را کارآمدتر از بهترین رایانه‌ای که امروز داریم پردازش کنند.

در این زمینه، راندمان به این معنی است که نیروگاه به طور مداوم قادر به کاهش عدم اطمینان در مورد محیط خارجی خود تا بیشترین حد ممکن در شرایط خود است. برای مثال، این می تواند شامل تشخیص آسان جهتی باشد که نور از آن می آید، به طوری که گیاه بتواند به سمت آن رشد کند.

پردازش کارآمد اطلاعات توسط یک موجود زنده با صرفه جویی در انرژی نیز مرتبط است که برای بقای آن مهم است.

قوانین مشابهی ممکن است در مورد مغز انسان اعمال شود، به ویژه در مورد چگونگی تغییر وضعیت ذهنی ما هنگام تشخیص سیگنال های بیرونی. همه اینها برای مسیر فعلی توسعه فناوری مهم است.اگر رفتار ما به بهترین شکل با روشی که احتمال در مکانیک کوانتومی کار می‌کند توصیف شود، برای تکرار دقیق رفتار انسان در ماشین‌ها، سیستم‌های هوش مصنوعی احتمالا باید از قوانین کوانتومی پیروی کنند، نه از قوانین کلاسیک.من این ایده را هوش کوانتومی مصنوعی (AQI) نامیده‌ام. تحقیقات زیادی برای توسعه کاربردهای عملی چنین ایده ای مورد نیاز است.

اما یک AQI می تواند به ما کمک کند تا به هدف سیستم های هوش مصنوعی که بیشتر شبیه یک فرد واقعی رفتار می کنند، برسیم.

Dorje C. Brody, Professor of Mathematics, University of Surrey

 منبع :

https://www.sciencealert.com/do-we-have-quantum-brains-irrational-behavior-follows-strange-rules

 

گرداورنده: محمد مهدی رضایی

سوشال مدیای اکادمی تلسی

 

https://telsi.co/

Telsitalk

مطالب زیر را حتما مطالعه کنید

دیدگاهتان را بنویسید