量子物理学能成为解开人类行为秘密的钥匙吗？

　　人类行为是令许多科学家着迷的谜。关于概率在解释我们的思维如何运作方面的作用，人们进行了很多讨论。

　　概率是一个数学框架，用来告诉我们一件事发生的可能性有多大，它适用于许多日常情况。例如，它将抛硬币的结果描述为1 / 2或50%，因为抛正面或反面的概率是一样的。

　　然而，研究表明，这些传统的或“经典的”概率定律并不能完全描述人类的行为。它是否可以用概率在更神秘的量子力学世界中的运作方式来解释呢?

　　数学概率也是量子力学的重要组成部分，量子力学是物理学的一个分支，描述了自然在原子或亚原子粒子尺度上的行为。然而，正如我们将看到的，在量子世界中，概率遵循非常不同的规则。

　　过去二十年的发现揭示了“量子”在人类认知中的关键作用——人类大脑如何处理信息以获得知识或理解。这些发现对人工智能(AI)的发展也有潜在的影响。

　　诺贝尔奖得主丹尼尔·卡尼曼(Daniel Kahnemann)和其他认知科学家对他们所描述的人类行为的“非理性”进行了研究。从数学的角度来看，当行为模式不严格遵循经典概率论的规则时，它们被认为是“非理性的”。

　　例如，一项研究发现，大多数通过期末考试的学生都喜欢在考试结束后去度假。同样，大多数失败的人也想去度假。

　　如果一个学生不知道他们的成绩，经典概率会预测他们会选择假期，因为无论他们是通过还是不通过，这是他们更喜欢的选择。然而，在实验中，如果不知道自己的表现如何，大多数学生宁愿不去度假。

　　直觉上，不难理解，如果学生们一直担心他们的考试成绩，他们可能不想去度假。但是经典的概率并不能准确地捕捉到这种行为，所以它被描述为非理性的。在认知科学中也发现了许多类似的违反经典概率规则的现象。

　　在经典概率论中，当提出一系列问题时，答案与问题提出的顺序无关。相比之下，在量子物理学中，一系列问题的答案关键取决于问问题的顺序。

　　一个例子是测量电子在两个不同方向上的自旋。如果你先测量水平方向的旋转，然后再测量垂直方向的旋转，你会得到一个结果。

　　由于量子力学的一个众所周知的特点，当顺序颠倒时，结果通常会不同。简单地测量一个量子系统的属性就可以影响被测量的东西(在这个例子中是一个电子的自旋)，从而影响任何后续实验的结果。

　　秩序依赖也可以在人类行为中看到。例如，在20年前发表的一项关于问题顺序对受访者回答的影响的研究中，研究对象被问及他们是否认为美国前总统比尔?克林顿(Bill Clinton)诚实。然后他们被问到副总统戈尔是否诚实。

　　当问题按这个顺序提出时，分别有50%和60%的受访者回答他们是诚实的。但当研究人员先问受访者对戈尔的看法，然后再问克林顿的看法时，分别有68%和60%的人回答说他们是诚实的。

　　在日常生活中，人类的行为似乎并不一致，因为它经常违反经典概率论的规则。然而，这种行为似乎确实符合量子力学中概率的工作方式。

　　这种观察让认知科学家Jerome Busemeyer和其他许多人认识到，总的来说，量子力学可以用更一致的方式解释人类行为。

　　基于这一惊人的假设，认知科学领域出现了一个名为“量子认知”的新研究领域。

　　思维过程怎么可能由量子规则决定呢?我们的大脑是否像量子计算机一样工作?目前还没有人知道答案，但经验数据似乎有力地表明，我们的思想遵循量子规则。

　　在这些令人兴奋的发展的同时，在过去的二十年里，我和我的合作者开发了一个框架，用于建模或模拟人们在消化来自外部世界的“嘈杂”(即不完美)信息时的认知行为动态。

　　我们再次发现，用于模拟量子世界的数学技术可以应用于模拟人类大脑如何处理嘈杂数据。

　　这些原理可以应用于生物学中的其他行为，而不仅仅是大脑。例如，绿色植物具有从环境中提取和分析化学和其他信息并适应变化的非凡能力。

　　根据我最近对普通豆类植物进行的一项实验，我的粗略估计表明，它们处理这些外部信息的效率比我们今天拥有的最好的计算机还要高。

　　在这种情况下，效率意味着工厂始终能够在其所处的环境中最大程度地减少其外部环境的不确定性。例如，这可以很容易地检测到光线的方向，这样植物就可以朝着这个方向生长。生物体对信息的有效处理也与节约能量有关，这对其生存很重要。

　　类似的规律可能也适用于人类的大脑，特别是当我们检测到外部信号时，我们的精神状态是如何变化的。所有这些对于当前的技术发展轨迹都很重要。如果我们的行为可以用量子力学中概率的工作方式来最好地描述，那么为了在机器中准确地复制人类行为，人工智能系统可能应该遵循量子规则，而不是经典规则。

　　我把这个想法称为人工量子智能(AQI)。要从这种想法发展出实际应用，还需要进行大量的研究。

　　但AQI可以帮助我们实现让AI系统表现得更像真人的目标。