ESB chuyên nghiệp / Shutterstock
Hành vi của con người là một bí ẩn làm mê hoặc nhiều nhà khoa học. Và đã có nhiều cuộc thảo luận về vai trò của xác suất trong việc giải thích cách thức hoạt động của trí óc chúng ta.
Xác suất là một khung toán học được thiết kế để cho chúng ta biết khả năng xảy ra một sự kiện – và hoạt động hiệu quả trong nhiều tình huống hàng ngày. Ví dụ: nó mô tả kết quả của việc tung đồng xu là ½ – hoặc 50% – bởi vì việc ném mặt ngửa hay mặt sấp đều có khả năng xảy ra như nhau.
Tuy nhiên nghiên cứu đã chỉ ra rằng hành vi của con người không thể được nắm bắt hoàn toàn bởi các quy luật xác suất truyền thống hay “cổ điển” này. Thay vào đó, liệu nó có thể được giải thích bằng cách xác suất hoạt động trong thế giới cơ học lượng tử bí ẩn hơn không?
Xác suất toán học cũng là một thành phần quan trọng của cơ học lượng tử, nhánh của vật lý mô tả cách tự nhiên hoạt động ở quy mô nguyên tử hoặc hạt hạ nguyên tử. Tuy nhiên, như chúng ta sẽ thấy, trong thế giới lượng tử, xác suất tuân theo những quy luật rất khác nhau.
Những khám phá trong hai thập kỷ qua đã làm sáng tỏ vai trò quan trọng của “lượng tử” trong nhận thức của con người – cách bộ não con người xử lý thông tin để thu được kiến thức hoặc hiểu biết. Những phát hiện này cũng có ý nghĩa tiềm tàng đối với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI).
Sự “phi lý” của con người
Người đoạt giải Nobel Daniel Kahnemann và các nhà khoa học nhận thức khác đã tiến hành nghiên cứu về cái mà họ mô tả là “sự phi lý” trong hành vi của con người. Khi các mô hình hành vi không tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc của lý thuyết xác suất cổ điển từ góc độ toán học, chúng được coi là “không hợp lý”.
Ví dụ, một nghiên cứu được tìm thấy rằng phần lớn sinh viên đã vượt qua kỳ thi cuối kỳ đều thích đi nghỉ sau đó. Tương tự như vậy, phần lớn những người thất bại cũng muốn đi nghỉ.
Nếu một học sinh không biết kết quả của mình, xác suất cổ điển sẽ dự đoán rằng họ sẽ chọn kỳ nghỉ vì đó là lựa chọn ưu tiên cho dù họ đậu hay trượt. Tuy nhiên, trong thí nghiệm, phần lớn sinh viên không muốn đi nghỉ nếu họ không biết mình đã làm như thế nào.
Bằng trực giác, không khó để hiểu rằng học sinh có thể không muốn đi nghỉ nếu họ suốt ngày lo lắng về kết quả bài thi của mình. Nhưng xác suất cổ điển không nắm bắt chính xác hành vi nên nó được mô tả là không hợp lý. Nhiều vi phạm tương tự đối với các quy tắc xác suất cổ điển đã được quan sát thấy trong khoa học nhận thức.
Bộ não lượng tử?
Trong xác suất cổ điển, khi một chuỗi câu hỏi được hỏi thì câu trả lời không phụ thuộc vào thứ tự đặt câu hỏi. Ngược lại, trong vật lý lượng tử, câu trả lời cho một loạt câu hỏi có thể phụ thuộc rất nhiều vào thứ tự chúng được hỏi.
Một ví dụ là việc đo lường spin của electron theo hai hướng khác nhau. Nếu trước tiên bạn đo độ xoáy theo hướng ngang và sau đó theo hướng dọc, bạn sẽ nhận được một kết quả.
Kết quả nhìn chung sẽ khác khi trật tự bị đảo ngược, do một đặc điểm nổi tiếng của cơ học lượng tử. Chỉ cần đo một tính chất của hệ lượng tử có thể ảnh hưởng đến vật được đo (trong trường hợp này là spin của electron) và do đó ảnh hưởng đến kết quả của bất kỳ thí nghiệm tiếp theo nào.
Sự phụ thuộc vào trật tự cũng có thể được nhìn thấy trong hành vi của con người. Ví dụ, trong một nghiên cứu được công bố cách đây 20 năm về tác động của thứ tự câu hỏi đối với câu trả lời của người trả lời, các đối tượng được hỏi liệu họ có nghĩ rằng cựu tổng thống Mỹ, Bill Clinton, có trung thực hay không. Sau đó họ được hỏi liệu phó chủ tịch của ông, Al Gore, có vẻ trung thực hay không.
Khi các câu hỏi được đưa ra theo thứ tự này, lần lượt 50% và 60% số người được hỏi trả lời rằng họ trung thực. Nhưng khi các nhà nghiên cứu hỏi những người được hỏi về Gore trước tiên và sau đó là Clinton, lần lượt 68% và 60% trả lời rằng họ trung thực.
Ở mức độ thường ngày, có vẻ như hành vi của con người không nhất quán vì nó thường vi phạm các quy tắc của lý thuyết xác suất cổ điển. Tuy nhiên, hành vi này có vẻ phù hợp với cách thức hoạt động của xác suất trong cơ học lượng tử.
Những quan sát thuộc loại này đã khiến nhà khoa học nhận thức Jerome Busemeyer và nhiều người khác nhận ra rằng cơ học lượng tử nói chung có thể giải thích hành vi của con người một cách nhất quán hơn.
Dựa trên giả thuyết đáng kinh ngạc này, một lĩnh vực nghiên cứu mới gọi là “nhận thức lượng tử” đã xuất hiện trong lĩnh vực khoa học nhận thức.
Làm thế nào mà các quá trình suy nghĩ có thể bị chi phối bởi các quy luật lượng tử? Bộ não của chúng ta có hoạt động giống như một máy tính lượng tử không? Vẫn chưa ai biết câu trả lời, nhưng dữ liệu thực nghiệm dường như cho thấy rõ ràng rằng suy nghĩ của chúng ta tuân theo các quy luật lượng tử.
Hành vi năng động
Song song với những phát triển thú vị này, trong hai thập kỷ qua, tôi và các cộng tác viên đã phát triển một khuôn khổ để lập mô hình – hoặc mô phỏng – động lực trong hành vi nhận thức của con người. khi họ tiêu hóa “ồn ào” (nghĩa là không hoàn hảo) thông tin từ thế giới bên ngoài.
Chúng tôi lại phát hiện ra rằng các kỹ thuật toán học được phát triển cho mô hình hóa thế giới lượng tử có thể được áp dụng để mô hình hóa cách bộ não con người xử lý dữ liệu nhiễu.
Những nguyên tắc này có thể được áp dụng cho các hành vi khác trong sinh học, ngoài bộ não. Cây xanh, ví dụ, có khả năng đáng chú ý để trích xuất và phân tích thông tin hóa học và các thông tin khác từ môi trường của chúng và thích ứng với những thay đổi.
Ước tính sơ bộ của tôi, dựa trên một thí nghiệm gần đây trên các cây đậu thông thường, gợi ý rằng chúng có thể xử lý thông tin bên ngoài này hiệu quả hơn chiếc máy tính tốt nhất chúng ta có ngày nay.
Trong bối cảnh này, hiệu quả có nghĩa là nhà máy luôn có khả năng giảm sự không chắc chắn về môi trường bên ngoài của nó ở mức độ lớn nhất có thể trong hoàn cảnh của nó. Ví dụ, điều này có thể bao gồm việc dễ dàng phát hiện hướng ánh sáng phát ra để cây có thể phát triển về hướng đó. Việc xử lý thông tin hiệu quả của một sinh vật cũng có liên quan đến việc tiết kiệm năng lượng, điều này rất quan trọng cho sự sống còn của nó.
Các quy tắc tương tự có thể áp dụng cho bộ não con người, đặc biệt là trạng thái tinh thần của chúng ta thay đổi như thế nào khi phát hiện các tín hiệu bên ngoài. Tất cả những điều này đều quan trọng đối với quỹ đạo phát triển công nghệ hiện nay. Nếu hành vi của chúng ta được mô tả tốt nhất bằng cách xác suất hoạt động trong cơ học lượng tử, thì để tái tạo chính xác hành vi của con người trong máy móc, hệ thống AI có lẽ phải tuân theo các quy tắc lượng tử chứ không phải các quy tắc cổ điển.
Tôi đã gọi ý tưởng này trí tuệ lượng tử nhân tạo (AQI). Cần rất nhiều nghiên cứu để phát triển các ứng dụng thực tế từ ý tưởng như vậy.
Nhưng AQI có thể giúp chúng ta đạt được mục tiêu là hệ thống AI hoạt động giống người thật hơn.
Dorje C. Brody, Giáo sư Toán học, Đại học Surrey
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan:
Thói quen nguyên tử: Cách dễ dàng và đã được chứng minh để xây dựng thói quen tốt và phá vỡ những điều xấu
của James Clear
Atomic Habits đưa ra những lời khuyên thiết thực để phát triển những thói quen tốt và từ bỏ những thói quen xấu, dựa trên nghiên cứu khoa học về thay đổi hành vi.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Bốn khuynh hướng: Cấu hình tính cách không thể thiếu tiết lộ cách làm cho cuộc sống của bạn tốt đẹp hơn (và cuộc sống của những người khác cũng tốt hơn)
bởi Gretchen Rubin
Bốn xu hướng xác định bốn loại tính cách và giải thích cách hiểu xu hướng của chính bạn có thể giúp bạn cải thiện các mối quan hệ, thói quen làm việc và hạnh phúc tổng thể.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Hãy suy nghĩ lại: Sức mạnh của việc biết những gì bạn không biết
của Adam Grant
Think Again khám phá cách mọi người có thể thay đổi suy nghĩ và thái độ của mình, đồng thời đưa ra các chiến lược để cải thiện tư duy phản biện và ra quyết định.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Cơ thể giữ điểm số: Não bộ, trí óc và cơ thể trong việc chữa lành chấn thương
bởi Bessel van der Nikol
The Body Keeps the Score thảo luận về mối liên hệ giữa chấn thương và sức khỏe thể chất, đồng thời đưa ra những hiểu biết sâu sắc về cách điều trị và chữa lành chấn thương.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Tâm lý học về tiền bạc: Những bài học vượt thời gian về sự giàu có, lòng tham và hạnh phúc
bởi Morgan Housel
Tâm lý học về tiền bạc xem xét cách thức mà thái độ và hành vi của chúng ta đối với tiền bạc có thể định hình thành công tài chính và hạnh phúc tổng thể của chúng ta.
