[論文レビュー] Quantum-like models cannot account for the conjunction fallacy

Thomas Boyer‐Kassem, Sébastien Duchêne+1 more|RePEc: Research Papers in Economics|Oct 12, 2015

Decision-Making and Behavioral Economics被引用数 15

ひとこと要約

本研究は、人間の判断エラーを説明するために量子確率の数学を用いる量子的類似モデルを、質問の順序効果に関する新しい実験を設計することで検証する。結果として、これらのモデルが合併の誤謬（conjunction fallacy）の説明として強く拒否され、特に非退化（non-degenerate）の場合において、7つの実験的タスクを通じて観察された人間の反応を予測できないことが示された。

ABSTRACT

Human agents happen to judge that a conjunction of two terms is more probable than one of the terms, in contradiction with the rules of classical probabilities---this is the conjunction fallacy. One of the most discussed accounts of this fallacy is currently the quantum-like explanation, which relies on models exploiting the mathematics of quantum mechanics. The aim of this paper is to investigate the empirical adequacy of major quantum-like models which represent beliefs with quantum states. We first argue that they can be tested in three different ways, in a question order effect configuration which is different from the traditional conjunction fallacy experiment. We then carry out our proposed experiment, with varied methodologies from experimental economics. The experimental results we get are at odds with the predictions of the quantum-like models. This strongly suggests that this quantum-like account of the conjunction fallacy fails. Future possible research paths are discussed.

研究の動機と目的

• 量子的類似モデルが合併の誤謬を説明できるかどうかを、実験的に検証すること。合併の誤謬は古典的確率の法則に反する。
• 量子確率とヒルベルト空間表現を用いる量子的類似モデルが、合併の誤謬タスクにおける人間の判断パターンを説明できるかどうかを調査すること。
• 伝統的なリンダ型シナリオとは異なる、質問の順序効果に基づく新しい実験的テストを設計・実施し、量子的類似モデルに対するより強い制約を課すこと。
• 合併の誤謬が順序効果に依存するモデルによって説明可能かどうかを評価すること。これは量子的類似フレームワークの重要な特徴である。
• 一般化された観測量や正の自己随伴作用素測度（Positive Operator Valued Measures: POVMs）を用いた修正によって、量子的類似モデルを救済できるかどうかを検討し、それらを完全に拒否すべきかどうかを判断すること。

提案手法

• 量子的類似モデルの予測を検証するため、古典的リンダ・シナリオとは異なる質問の順序効果を含む、3つの異なる実験的タスクを設計する。
• インcentivized意思決定と制御されたランダム化を含む、実験経済学の手法を用いて、信頼性の高い行動データを収集する。
• 二項検定や正確検定などの保守的な統計的検定を用い、観察された反応頻度を量子的類似モデルの予測と比較する。
• 退化（degenerate）および非退化（non-degenerate）の両方の量子的類似モデルをテストし、後者は理論的により強固で、文脈文献で広く引用されている。
• 信念状態をヒルベルト空間内の量子状態としてモデル化し、2つの命題（例：「フェミニスト」および「銀行出金係」）を表す観測量を定義し、ボーン則（Born's rule）を用いて予測確率を計算する。
• 被験者内および被験者間デザインを含む7つの異なる実験的条件において、モデルの予測と実証データを比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非退化表現を用いる量子的類似モデルは、合併の誤謬タスクにおける人間の反応を説明できるか？
• RQ2 信念評価における質問の順序効果は、特にリンダ型でないシナリオにおいて、量子的類似モデルの予測と同一のパターンを示すか？
• RQ3 量子的類似モデルが複数の実験的構成において合併の誤謬を説明できるという仮説に、実証的根拠があるか？
• RQ4 制御されたインcentivized条件下でテストされた際、量子的類似モデルの予測は観察された人間の行動と整合的か？
• RQ5 量子的類似モデルの失敗は、順序効果に依存していると説明可能であり、これにより類似モデルはすべて排除可能か？

主な発見

• 実験的結果は、量子的類似モデルが合併の誤謬を説明できるという一般仮説を、少なくとも7つのタスクのうち3つ以上で強い統計的証拠とともに拒否した。
• 理論的により強固で、文脈文献で広く引用されている非退化量子的類似モデルは、データによって強く拒否され、その実証的妥当性が揺るがされた。
• 質問の順序効果を含むすべてのテストされた構成において、量子的類似モデルの予測は観察された人間の判断パターンと矛盾しており、人間の判断パターンとの根本的な不一致を示している。
• 量子的類似モデルの失敗は、順序効果に依存する合併の誤謬の説明が、実証的に妥当でないことを示唆している。
• 本研究は、順序効果に制約されない代替説明、例えば帰納的確認に基づくベイズ的モデルなど、他の説明に間接的根拠を与える。
• 研究結果は、将来的なモデルが順序効果に依存しないようにする必要があり、POVMや一般化されたボーン則の修正が必須である可能性を示唆しているが、それらは追加の理論的課題を伴う。