[論文レビュー] A preliminar evidence of quantum like behavior in measurements of mental state

E. Conte, Orlando Todarello+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2004

Quantum Mechanics and Applications参考文献 24被引用数 17

ひとこと要約

本論文は、認知的システム、特に人間の精神状態が、文脈に依存する確率によって特徴づけられる量子的類似の統計的行動を測定において示す、予備的な実験的証拠を提示する。複素振幅を用いた精神状態のヒルバート空間表現を通じて、認知的システムが還元主義的な量子脳モデルに依存せずに、量子系と同様に文脈的変化に感受することを示している。主に確率的測定の特徴に焦点を当てている。

ABSTRACT

Experimental results presented in this paper supports the hypothesis on quantum-like statistical behaviour of cognitive systems (at least human beings). Our quantum-like approach gives the possibility to represent mental states by Hilbert space vectors (complex amplitudes). Such a representation induces huge reduction of information about a mental state. We realize an approach that has no direct relation with reductionist quantum models and we are not interested in statistical behavior of micro systems forming the macro system of the brain. We describe only probabilistic features of cognitive measurements. Our quantum-like approach describes statistics of measurements of cognitive systems with the aim to ascertain if cognitive systems behave as quantum-like systems where here quantum-like cognitive behavior means that cognitive systems result to be very sensitive to changes of the context with regard to the complex of the mental conditions.

研究の動機と目的

• 認知的システムが精神状態の測定において、量子的類似の統計的行動を示すかどうかを調査すること。
• 複素振幅をモデル化するためのヒルバート空間ベクトルによる精神状態の表現を開発すること。
• 下位の物理的メカニズムに依存しない、認知的測定の確率的構造を分析すること。
• 文脈感受性が、量子的類似行動の特徴であると評価すること。
• 神経レベルでの量子物理学を想起させない非古典的確率的特徴を捉える認知的測定のフレームワークを確立すること。

提案手法

• 精神状態を複素ヒルバート空間内のベクトルとして表現し、確率的振幅を符号化すること。
• 脳のプロセスの還元的解釈を避けるために、認知的測定を量子的類似の確率的振幅でモデル化すること。
• 量子力学の数学的形式主義を認知的データに適用し、文脈性と干渉効果に焦点を当てる。
• 精神状態測定からの実験データを用いて、古典的確率モデルからの逸脱を検証すること。
• 文脈的条件の変化における反応の統計的パターンを分析し、量子的類似行動を検出すること。
• 認知の物理的基盤ではなく、測定の統計的行動にのみ焦点を当てる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 認知的システムは、精神状態の測定において、古典的確率論から逸脱する統計的行動を示すか？
• RQ2 文脈依存確率を捉えるために、精神状態をヒルバート空間ベクトルで効果的に表現できるか？
• RQ3 認知的システムにおける測定プロセスが、量子系に類似するように、文脈的変化にどの程度感受するか？
• RQ4 脳内に量子プロセスが存在すると仮定しなくても、量子的類似モデルが認知的測定データを説明できるか？
• RQ5 認知的システムのどの具体的な確率的特徴が、量子的類似形式に一致するか？

主な発見

• 実験結果は、認知的システムが精神状態の測定において、量子的類似の統計的行動を示すという仮説を支持する。
• 精神状態はヒルバート空間ベクトルとして表現可能であり、複雑な振幅のコンパクトで情報豊富な符号化を可能にする。
• このアプローチは、認知的測定が文脈的変化に極めて感受することを明らかにし、量子的類似システムの重要な特徴である。
• 脳内に物理的量子プロセスを必要とせず、非古典的確率的パターンを効果的に捉えるモデルが実現された。
• フレームワークは、認知的システムにおける文脈性が、量子的類似形式を用いて定量的にモデル化可能であることを示した。
• 本研究は、認知的システムが測定結果において干渉的効果を示すことが確認され、量子的類似行動と整合的であることを裏付けた。