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寒假预备周活动回顾|量子理论、量子思维与人的认知

发布日期: 2024-01-22   浏览次数 10



2024118日下午三点,华东师范大学77779193永利(中国)搜狗百科“智慧起航 思维之舟”寒假预备周活动之量子思维专题讲座在腾讯会议举行。华东师范大学77779193永利(中国)搜狗百科、知识与行动研究中心郦全民教授应邀做题为《量子理论、量子思维与人的认知》的主题讲座,77779193永利(中国)搜狗百科本硕博学生等近二百人线上参加,讲座由学生助理辅导员顾如仪主持。

讲座伊始,郦全民教授先为同学们做了背景介绍。量子思维,简单来说是运用由量子力学(或量子论)所引发的观念、思想、方法等看待世界和求解问题的方式。

首先,经典力学与量子力学之间既有共同之处又有重要的区别。其共同点在于,两者均是关于实在世界中物理系统的(物理)变量(位置、速度等)的理论。而两者的不同点主要有三:(1)经典力学认为实在世界中所存在均具有连续性;而量子力学认为存在着基本的离散性或不连续(discreteness)。(2)经典力学作出的预言具有确定性;而量子力学(一般说来)只能作出概率性的预言。(3)经典力学中一个物理系统的变量取值原则上是独立的,而量子力学中变量取值相关于(relative)另一物理系统,且相关于不同物理系统的取值并没有必要严格融贯地合在一起。

对于如何理解量子力学,目前还没有普遍接受的诠释。但是,随着量子力学与信息科学的结合,诞生了量子力学的新诠释。其核心概念是信息,即“可区分的选项数目”(“number of possible distinct alternatives”)。罗韦利(Carlo Rovelli)就此提出了两个基本假设:对于一个物理系统来说,相关的信息是有限的;新的信息总能获得。

根据上面的解释,郦全民教授指出,量子思维的本体论基础是:“根据量子力学的信息诠释,对于一个物理系统而言,其总的信息是有限的。这意味着,一般来说,我们不可能确定所有变量的任何取值,因而具有随机的成分,相应地,作出的预言是概率性的。同样基本的是,由于一个物理系统的变量的实际值总是相对于另一个物理系统,结果,不同的观察者对于同一事件可以给出不同的描述或阐释,也就是说,可以获得不同的(新)信息。这意味着,我们对系统的认识应该是多方面的,且包含不确定性。”

于是,我们可以总结量子思维的一些特征:不确定性(随机)、非决定性 (概率性),关联性(类纠缠性,即一种不确定的关联),互补性(多视角、多方面),非对易性(顺序

可交换)等。

接着,郦全民教授讲述了如何运用量子思维解释和理解人的认知和行动。近十余年来,一个运用量子力学中的观念、方法和形式工具来理解人类心智(特别是意识)现象和机制,已经成为一个重要的科学研究新方向。其中,以量子意识为基础,出现了量子认知(quantum cognition)和量子心智(quantum mind)等新领域。

对此,相关的研究有两条进路:第一,认为心智为大脑所产生的物理现象,而大脑作为物理系统本质上是量子的,故可以运用量子力学对心智现象做出解释,特别是意识。其核心思想即意识是大脑神经元内微管的量子效应。不过,其尚缺乏足够的经验证据。第二,认为将量子力学的一些观念、思想和形式工具用于理解认知现象,而不考虑大脑的具体物理过程(持中立的态度),即运用“量子思维”研究不确定情形下人的认知、决策和博弈等行为,主要涉及量子逻辑、量子概率以及互补、纠缠等思想。

这里,郦全民教授主要通过举例的方式介绍第二条进路。例如,对于“琳达问题”(the Linda problem)所出现的“合取谬误”,布塞迈耶等人运用量子概率模型,给出的解释是:之所以在这些认知判断中发生违反经典概率运算法则的现象,是因为其中所涉的事件具有不可对易(或不相容)性或顺序性,而量子概率恰恰能够刻画这个特性。由量子概率模型计算出的结果,不仅符合由实验所得的经验数据,而且可以预言在什么条件下会出现违反经典概率的现象。

再比如,克伦尼科夫(A Khrennikov)面对社会上发生的具有高振幅、相干性和短时性的“信息海啸”,提出了社会激射模型(Social Laser Model)。该模型运用量子场理论的形成工具,建立了刻画现象的类量子模型,即社会镭射化(social lasing)。其基本条件包括:(1)人转变为社会原子(social atom);(2)由大众媒体生发的强力信息场导致社会原子信息过载;(3)基于互联网回声室(echo chambers)的强力社会共振腔的生成。郦全民教授认为,该模型的价值在于:一是认识价值,即在不确定的情景下更好地刻画和解释人类的认知、行为和社会现象。二是实用价值,即为社会治理和设计提供科学的依据。三是思维价值,即为社会认知中运用量子思维的必要性和现实意义提供支持。

第三个例子是“踏脚石”(stepping stone)隐喻。这个观点来源于郦全民教授自己的人生感悟:“多彩的人生并非是在设定的赛道里奔跑,而是在不断展现的踏脚石上跃迁。”而从量子思维的角度看,人生正是充满了不确定性与多样性,对哪一块“踏脚石”感兴趣,便向哪一块跳,进而实现多变的“跃迁”与“关联”,构成人生不同的风景线。

最后,量子思维运用到社会科学领域面临着一系列挑战及展望。就挑战而言,在内部,不同的研究者之间所作的假说和研究进路存在不一致;在外部,量子社会科学的认同度有待提高。不过,我们依然对相关理论的推进和经验成功抱有希冀,让量子思维的普及程度进一步提升。

讲座结束后,与会师生们就量子纠缠现象、量子计算机的前沿技术开发、量子思维与老子思维的关联性等问题和郦全民教授进行了探讨。

这场讲座信息量大,内容丰富。基于科学理论的量子思维与基于行动的自然认知的老子思维在宇宙生成、事物运行规律上存在着某种普适性与贯通性,这也揭示了量子思维与老子思维在跨学科上的共通之处。


图文/韦淇源

审阅/郦全民