Scientia

Logica bizară pe care o urmează particulele se aplică surprinzător de bine gândirii umane. Lumea cuantică sfidează regulile logicii obişnuite. Particulele ocupă două sau mai multe locuri în spaţiu în acelaşi timp şi nu au proprietăţi certe până nu sunt măsurate.

Gândirea umană eşuează adesea în a respecta principiile logicii clasice. S-a constatat că matematica folosită de fizica cuantică, dezvoltată de matematicianul german David Hilbert se poate aplica cu succes minţii omeneşti.

Totul este ciudat, dar adevărat, teoria cuantică fiind cea mai precisă teorie testată vreodată, iar matematica folosită de aceasta se potriveşte perfect caracterului straniu al lumii atomice.

Ce legătură este între matematica fizicii cuantice şi gândirea umană?

Dar aparatul matematic folosit reprezintă o construcţie independentă de teoria cuantică. Mare parte din acesta a fost inventat cu mult înaintea apariţiei teoriei cuantice, de către matematicianul german David Hilbert. Astăzi, matematica lui Hilbert pare să se aplice nu doar fizicii cuantice, ci şi gândirii umane.

David Hilbert (23 ianuarie 1862 – 14 februarie 1943)
Fotografia este din anul 1912
credit: wikipedia.org

Gândirea umană, după cum mulţi dintre noi au realizat, adesea eşuează în a respecta principiile logicii clasice. De exemplu, facem erori sistematice atunci când raţionăm, folosind probabilităţile. Fizicianul Diederik Aerts de la Free University din Bruxelles, Belgia, a arătat că aceste erori au în fapt sens în cadrul unei logici mai "largi", bazate pe matematica cuantică. Aceeaşi logică pare, de asemenea, să se potrivească în mod natural cu maniera în care oamenii leagă între ele conceptele, adesea pe baza unor asociaţii lejere şi a unor graniţe incerte. Aceasta înseamnă că algoritmii de căutare bazaţi pe logica cuantică ar putea descoperi în mod mai eficient corelaţii între cuvintele ce formează textele care fac obiectul căutării.

Poate părea absurd să-ţi imaginezi că matematica teoriei cuantice poate descrie natura gândirii umane. Asta nu înseamnă că afirmăm că ceva "cuantic" are loc în creierul nostru, ci doar că matematica cuantică nu este dedicată exclusiv fizicii, fiind superioară matematicii clasice în a surprinde modalităţile flexibile şi indistincte în care omul foloseşte ideile. "Oamenii adesea uzitează moduri de a gândi care sunt diferite de cele dictate de logica clasică" spune Aerts. Matematica teoriei cuantice surprinde foarte bine aceste moduri.

Un nou domeniu de cercetare: interacţiunea cuantică

Aceasta este o descoperire care a dat naştere unui nou domeniu, numit "interacţiunea cuantică", care explorează cum teoria cuantică poate fi folositoare în zone ale cunoaşterii care nu au nimic de a face cu fizica, de la limbajul uman la biologie şi economie. Deja au apărut rezultatele unor cercetări, prezentate în cadrul conferinţelor majore ce au avut loc în ultima vreme.

Ce ne spune experimentul cu două fante despre logica cuantică şi cea clasică

Domeniul probabilităţilor este unul care pune în evidenţă diferenţele existente între fizica cuantică şi cea clasică. Să presupunem că foloseşti un spray cu particule pe care le expulzezi către un ecran care are două fante, iar apoi examinezi rezultatul acţiunii pe un perete aflat în spatele ecranului cu fante.

Închide fanta B (am denumit o fantă A şi pe cealaltă B), iar particulele care vor trece prin fanta A vor descrie un anumit model de împrăştiere pe perete.

Închide fanta A şi un model similar va fi format pe perete în urma trecerii particulelor prin fanta B.

Ţine deschise ambele fante, iar modelul de împrăştiere - pe care fizica tradiţională şi gândirea clasică l-ar sugera - ar trebui să reprezinte suma celor două modele obţinute anterior.

Dar lumea cuantică are alte reguli. Când electronii şi fotonii dintr-un fascicul trec prin cele două fante, acţionează ca unde şi produc un model de interferenţă pe perete. Modul obţinut cu ambele fante deschise nu reprezintă suma modelelor obţinute când una ori alta dintre fante au fost închise. Asemenea efecte de interferenţă sunt prezente în multe fenomene cuantice şi ele îşi găsesc o descriere în matematica lui Hilbert.

Încălcarea principiului lucrului sigur

Dar lucrurile merg dincolo de fizică, iar un exemplu este încălcarea principiului lucrului sigur, după cum îl numesc logicienii.

Dacă preferi o anume acţiune într-o anumită împrejurare / situaţie (să zicem că preferi cafea înainte de ora prânzului) şi preferi aceeaşi acţiune într-o situaţie opusă (preferi cafea după-amiaza), atunci ar trebui să ai aceeaşi preferinţă când nu ştii situaţia în care te afli (nu ştii dacă este înainte ori după ora prânzului). În mod remarcabil, oamenii nu respectă această regulă.

Pariorii

La începutul anilor 90, psihologii Amos Tversky şi Eldar Shafir de la Universitatea Princeton au testat ideea în cadrul unui experiment simplu, implicând pariuri. Jucătorilor li s-a spus că jocul presupune o probabilitate egală de a câştiga 200 USD sau de a pierde 100 USD la fiecare rundă şi li s-a cerut să aleagă dacă mai joacă ori nu a doua rundă, în funcţie de rezultatul primei runde.

Atunci când li s-a spus că au câştigat prima rundă (situaţia A), 69% au ales să joace din nou. Când li s-a spus că au pierdut (situaţia B), doar 59% au mai dorit să joace o nouă rundă. Nu este surprinzător deloc. Dar când nu li s-a spus rezultatul primei runde (situaţia A ori B), doar 36% au mai dorit să joace.

Logica clasică ar cere ca a treia variantă să fie media primelor două, dar nu este. Ca în experimentul cu două fante, prezenţa simultană a ambelor variante / părţi, duce la interferenţe bizare care ignoră regulile probabilităţii clasice.

Omul cuantic. Factorul de interferenţă (2)

Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului Quantum minds, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.