[논문 리뷰] Quantum-like models cannot account for the conjunction fallacy

Thomas Boyer‐Kassem, Sébastien Duchêne외 1명|RePEc: Research Papers in Economics|2015. 10. 12.

Decision-Making and Behavioral Economics인용 수 15

한 줄 요약

이 연구는 질문 순서 효과를 이용한 새로운 실험을 설계하여, 인간 판단 오류를 설명하기 위해 양자 확률 수학을 사용하는 양자 유사 모델을 시험한다. 결과적으로 이러한 모델은 함의 오류를 설명하는 데 있어 강력히 기각되며, 일곱 개의 실험 과제에서 관찰된 인간의 반응을 예측하지 못함을 보여주며, 특히 열거되지 않은 경우에 특히 그렇다.

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.

연구 동기 및 목표

• 함의 오류를 설명하는 데 있어 양자 유사 모델의 타당성을 경험적으로 시험하는 것, 이는 고전적 확률 규칙을 위반하기 때문이다.
• 양자 확률과 힐베르트 공간 표현을 사용하는 양자 유사 모델이 함의 오류 과제에서 인간의 판단 패턴을 설명할 수 있는지 조사하는 것.
• 전통적인 린다 유형 시나리오와 다름없이 질문 순서 효과를 기반으로 한 새로운 실험 테스트를 설계하고 시행하여, 양자 유사 모델에 대한 더 강력한 제약 조건을 제공하는 것.
• 함의 오류가 순서 효과에 의존하는 모델에 의해 설명될 수 있는지 평가하는 것, 이는 양자 유사 프레임워크의 핵심 특징이기 때문이다.
• 일부 수정, 예를 들어 일반화된 관측가 또는 양의 연산자 값 측정(POVMs)을 사용함으로써 양자 유사 모델을 구원할 수 있는지, 아니면 완전히 기각되어야 하는지 판단하는 것.

제안 방법

• 양자 유사 모델의 예측을 시험하기 위해 고전적인 린다 시나리오와 다른 질문 순서 효과를 포함하는 세 가지의 독립된 실험 과제를 설계하는 것.
• 인센티브가 부여된 결정과 통제된 랜덤화를 포함한 실험 경제학 방법론을 사용하여 신뢰할 수 있는 행동 데이터를 수집하는 것.
• 관찰된 반응 빈도를 양자 유사 모델의 예측과 비교하기 위해 보수적인 통계적 검정(예: 이항검정, 정확한 검정)을 적용하는 것.
• 열거된 경우와 열거되지 않은 경우의 두 가지 양자 유사 모델을 테스트하며, 후자는 이론적으로 더 탄탄하고 문헌에서 널리 인용된다.
• 믿음 상태를 힐베르트 공간 내의 양자 상태로 모델링하고, 관측가(예: '페미니스트'와 '은행원')로 표현되는 두 명제를 고려하여 보른 규칙을 사용해 예측된 확률을 계산하는 것.
• 내용이 다른 일곱 가지 실험 조건에서 모델 예측을 실증 데이터와 비교하며, 이는 내부 설계와 외부 설계를 모두 포함한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 열거되지 않은 표현을 사용하는 양자 유사 모델이 함의 오류 과제에서 인간의 반응을 설명할 수 있는가?
• RQ2 믿음 평가에서의 질문 순서 효과가 양자 유사 모델의 예측 패턴과 일치하는가, 특히 린다 시나리오 외의 경우에 특히 그렇다?
• RQ3 양자 유사 모델이 여러 실험 구성에서 함의 오류를 설명할 수 있다는 가설에 실증적 근거가 있는가?
• RQ4 통제된, 인센티브가 부여된 조건에서 시험되었을 때, 양자 유사 모델의 예측은 관찰된 인간 행동과 일치하는가?
• RQ5 양자 유사 모델의 실패는 순서 효과에 의존하기 때문이며, 이는 모든 유사한 모델을 배제하는가?

주요 결과

• 실험 결과는 양자 유사 모델이 함의 오류를 설명할 수 있다는 일반적 가설을 기각하며, 일곱 과제 중 적어도 세 곳에서 강력한 통계적 증거를 제시한다.
• 이론적으로 더 탄탄하고 널리 인용되는 열거되지 않은 양자 유사 모델은 데이터에 의해 강력히 기각되며, 이는 그들의 경험적 적합성에 대한 근본적인 의문을 제기한다.
• 질문 순서 효과를 포함하는 모든 테스트 구성에서 양자 유사 모델의 예측은 인간 판단 패턴과 정면으로 배치되며, 이는 인간 판단 패턴과의 근본적인 불일치를 시사한다.
• 양자 유사 모델의 실패는 순서 효과에 의존하는 함의 오류의 모든 설명이 경험적으로 불가능하다는 것을 시사한다.
• 연구는 순서 효과에 제약을 받지 않는 베이지안 모델, 예를 들어 인ductive confirmation 기반의 모델과 같은 다른 설명에 간접적 지지를 제공한다.
• 결과는 향후 모델이 순서 효과 의존성을 피해야 하며, POVMs나 일반화된 보른 규칙과 같은 수정이 필요할 수 있음을 시사한다. 그러나 이러한 수정은 추가적인 이론적 과제를 안고 있다.