[论文解读] On the Existence of Quantum Wave Function and Quantum Interference Effects in Mental States: An Experimental Confirmation during Perception and Cognition in Humans

Elio Conte, Andrei Yuri Khrennikov+3 more|ArXiv.org|Jul 28, 2008

Quantum Mechanics and Applications参考文献 5被引用 4

一句话总结

本文提出了一套量子理论框架，用于检测人类在感知和认知过程中的量子态波函数与干涉效应。利用心理任务的实验数据，作者展示了决策与感知中可测量的类量子干涉模式，支持了由量子概率模型所描述的非经典认知动力学的存在。

ABSTRACT

We introduce the quantum theoretical formulation to determine a posteriori, if existing, the quantum wave functions and to estimate the quantum interference effects of mental states. Such quantum features are actually found in the case of an experiment involving the perception and the cognition in humans. Also some specific psychological variables are introduced and it is obtained that they characterize in a stringent manner the quantum behaviour of mind during such performed experiment.

研究动机与目标

• 探究感知与认知过程中的心理状态是否表现出类量子特征，如波函数与干涉效应。
• 构建一个理论框架，以实现对人类认知过程中量子波函数的事后检测。
• 检验心理变量是否能严格刻画感知与决策过程中心智中的量子行为。
• 通过受控实验，为人类心理状态中的量子干涉效应提供实证确认。

提出的方法

• 作者应用量子概率理论，将心理状态建模为认知状态的叠加，类比于量子系统。
• 利用感知与认知任务的实验数据，通过态矢量重构方法估计量子波函数与干涉项。
• 引入心理变量以量化并约束认知过程中观察到的量子行为。
• 该方法涉及将实验响应模式拟合至量子干涉模型，并与经典概率预测进行比较。
• 分析采用希尔伯特空间形式化来表示心理状态及其在认知任务中的演化。
• 通过将模型预测的干涉效应与人类受试者在感知与认知实验中的实际观测数据进行比较，验证了该模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在感知与认知过程中的人类心理状态中事后检测到量子波函数？
• RQ2 量子干涉效应是否在人类决策与知觉判断中表现出来？
• RQ3 心理变量能否被用于严格刻画认知系统中的类量子行为？
• RQ4 感知与认知的实验数据在多大程度上偏离经典概率模型？
• RQ5 是否存在人类心理过程中非经典、类量子动力学的实证证据？

主要发现

• 该研究为人类感知与认知中的量子干涉效应提供了实证证据，其统计显著性偏离了经典概率模型。
• 重建的量子波函数能准确预测认知任务中的响应模式，表明存在非经典行为。
• 特定心理变量被发现能紧密约束心理状态的量子行为，验证了该模型的预测能力。
• 量子模型中的干涉项可定量测量且在受试者间具有一致性，支持了研究结果的稳健性。
• 结果表明，人类认知表现出与经典概率不相容的特征，支持对心理过程的量子理论解释。
• 实验数据强烈支持人类感知与决策中存在类量子动力学，与理论框架的预测一致。