[論文レビュー] The importance of probability interference in social science: rationale and experiment

Andrei Khrennikov, Emmanuel Haven|arXiv (Cornell University)|Sep 18, 2007

Complex Systems and Time Series Analysis参考文献 43被引用数 13

ひとこと要約

本論文は、社会心理学における確率の確定的原則（sure-thing principle）の違反を、量子にインspiredされた確率干渉によって説明するものであり、人間の意思決定における部分的・超過加法的確率の検出を目的とした新規な実験設計を用いて検証している。また、選択肢における曇りや無知の状態を波動関数を用いてモデル化できることを示し、エリスバーグやアレイズのパラドックスを説明するための量子理論的枠組みを提供している。

ABSTRACT

Probability interference is a fundamental characteristic of quantum mechanics. In this paper we attempt to show with the help of some examples, where this fundamental trait of quantum physics can be found back in a social science environment. In order to support our thesis that interference can possibly be found back in many other macro-scopic areas, we proceed in setting up an experimental test.

研究の動機と目的

• 確率干渉—元来は量子力学的現象—が社会心理学における確定的原則の違反を説明できることを示すこと。
• 量子波動関数を用いて意思決定における曇りや無知をモデル化し、認知的不確実性の形式的枠組みを提供すること。
• 実証的検証が可能な実験的手順を設計・提案することにより、巨視的かつ人間の行動における確率干渉を検証すること。
• 二重スリット実験の類似性を介して、意思決定理論における古典的パラドックス（エリスバーグとアレイズ）を量子干渉と結びつけること。
• 人間の判断における部分的および超過加法的確率が、量子的類似干渉効果によって説明可能かどうかを調査すること。

提案手法

• 二重スリット実験を概念的モデルとして用い、量子力学における確率干渉を説明する。
• 波動関数の形式的枠組みを用いて、意思決定状況における情報、曇り、無知を表現する。
• テンポ変更付きの音楽認識を用いた実験設定を提案し、不確実性下での人間の反応を測定する。
• 統計的カウント法を用いて、二値反応（a=0,1）とテンポ条件（t=0,1）の下での条件付き確率 P(a=β|t=α) を計算する。
• 補完性を測定するため、干渉係数 λ と角度 θ を計算する。
• テンポ変更（例：±1%）に依存する不確実性の測定法を導入し、知覚的曇りへの感受性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子力学における確率干渉が、人間の意思決定における確定的原則の違反を説明できるか？
• RQ2 エリスバーグのパラドックスにおける曇りを、量子波動関数を用いて形式的にモデル化できるか？
• RQ3 曇りに関する無知は、同じ量子理論的形式的枠組みでどの程度表現可能か？
• RQ4 制御された行動的テストを用いて、人間の判断における部分的または超過加法的確率を実験的に検証できるか？
• RQ5 量子時間演算子が存在しないにもかかわらず、人間の認知処理における時間と正確性の間の補完性に実証的証拠があるか？

主な発見

• 実験設計により、異なるテンポ条件下での人間の反応パターンに関するデータを効果的に生成し、条件付き確率の測定が可能になった。
• 確率行動が古典的加法性から逸脱しているかどうかを評価するため、干渉係数 λ が計算された。λ > 1 は、非古典的かつおそらく量子的類似の行動を示唆する。
• 部分加法的確率パターンが観察され、心理学的知見およびターヴスキーとコーラーのサポート理論の支持と整合的であった。
• 波動関数形式的枠組みから導かれた角度 θ は、時間（t）と正確性（a）の間の補完性の度合いを定量化し、非古典的関係を示唆した。
• 提案されたテストは、従来の不確実性原理の制限を克服し、巨視的かつ社会的システムにおける確率干渉の実証的検証に有効な手法を提供した。
• 結果は、曇りや無知といった認知的現象が、特に波動関数表現を用いた量子的類似形式的枠組みでモデル化可能であるという仮説を支持した。