Fizik

Kuantum Biliş: İnsan Davranışını Belirlemeye Yarayan Bir Fizik Kuramı

Bazı bilim insanları kuantum mekaniğinin karar verme mekanizmalarını açıklamaya yardımcı olabileceğini düşünüyor.

Schrödinger’in kedisinin hem canlı hem de ölü olmasını sağlayan, aynı zamanda iki parçacığın bir galaksinin ötesinden bile “birbirleriyle etkileşime girebileceği” anlamına gelen durumlar belki de en gizemli fenomeni yani insan davranışını anlamamıza yardımcı olabilir.

Kuantum fiziği ve insan psikolojisi birbirinden ilgisiz alan gibi görünüyor. Ancak bazı bilim insanları iki alanın ilginç bir şekilde örtüştüğünü düşünüyor. Sonuçta her iki disiplin de kuralsız sistemlerin gelecekte nasıl davranacağını tahmin etmeye çalışıyor. Aradaki fark, birincinin temel parçacıkların doğasını, ikincinin ise hatası günahıyla insan doğasını açıklamaya çalışması. Sonuçta hepimiz bilişsel hatalar yapıyoruz. Bazı bilim insanları bu mantık hatalarımızın kuantum olasılık teorisi ile açıklanabileceğini ileri sürüyor. Bu da bizi kuantum biliş kavramına götürüyor.

Kuantum Biliş Nedir?

Kuantum biliş (quantum cognition), insan beyni tarafından bilgi işleme, dil, karar verme, insan hafızası, akıl yürütme, yargı ve algı gibi bilişsel fenomenleri modellemek için kuantum teorisini kullanmayı öngörüyor. Hefei’deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde biyofizikçi ve sinirbilimci olarak çalışan Xiaochu Zhang, henüz tam olarak kabul görmemiş bir bilim dalı olan kuantum bilişin savunucularından biri. İyi ama bu gerçekten ne anlama geliyor? Anlamaya çalışalım.

Kuantum mekaniği, evrendeki tüm maddeleri oluşturan çok küçük zerrelerin, yani atomların ve atom altı parçacıkların davranışını tanımlar. Teorinin temel ilkesi, çok küçük olan bu dünyada daha büyük ölçeklerde görülmeyen büyük bir belirsizlik olduğunu söylemektedir.

Belirsizlik atom altı dünyaya hükmettiği gibi, bizlerin karar verme mekanizmalarına da sızar. Klasik psikoloji, insanların karar verirken “ödülü” en üst düzeye çıkarmaya ve “cezayı” en az düzeye indirmeye çalıştıklarını farz eder. Diğer bir deyişle, eylemlerimizin olumsuz sonuçlardan ziyade olumlu sonuçlarla doğru yönlendirmeye çalışırız. Ama gerçekte, insanlar hiç de böyle yapmazlar. Öznel duyguları, nesnel kararlar verme yeteneklerini zayıflatır. İşte burada kuantum mekaniği devreye girer. Klasik karar verme teorilerinden farklı olarak, kuantum dünyası belirli bir derecede belirsizliğe izin verir.

Belirsizlik Durumu: Hem Yazı Hem de Tura

para atma

Bir örnek verelim. Fırlatılan bir paranın yazı mı yoksa tura mı geleceğine dair bahis oynadığınızı düşünün. Tura size 200 TL kazandırıyor, yazı gelirse de 100 TL kaybediyorsunuz. Parayı iki kez atmayı seçebilirsiniz. 1992’de yayınlanan bir araştırmaya göre, bu oyunu oynayan deneklerin çoğu ilk atışta kazanmış ya da kaybetmiş olmasına bakmaksızın, genellikle bahsi iki kez oynamayı tercih ediyor. Muhtemelen, kazananlar ikinci kez kazanmak istiyor. Kaybedenler ise hem kayıplarını telafi edip hem de kâra geçmeyi amaçlıyor. Ancak, oyuncuların ilk elde kazanıp kazanmadıklarını bilmelerine izin verilmezse, nadiren ikinci kez oynuyorlar.

Yan, bilindiğinde, ilk atış bir sonraki seçimi etkilemiyor. Ancak bilinmediğinde etkiliyor. Bu paradoks, nesnel seçimin her zaman aynı olması gerektiğini öngören klasik pekiştirmeli öğrenme çerçevesine uymaz. Ancak, kuantum mekaniği belirsizliği de işin içine dâhil ettiği için bu garip sonucu öngörebilmektedir.

Bir elektronun belirli bir anda şurada veya orada olabilmesi gibi, kuantum mekaniği ilk para atışının aynı anda hem kazanma hem de kayıpla sonuçlandığını varsayar. Kuantum mekaniği aynı zamanda insanların verilen bir kararın —iyi ya da kötü olabilen— sonucuna ilişkin inançlarının seçimlerine yansıdığını kabul eder. Bu şekilde, insanların inançları eylemlerini etkiler veya —kuantum terimleriyle ifade edersek— “dolanık” hâle gelir.

Atomaltı parçacıklar da benzer şekilde birbiriyle dolanık hâle gelir. Aralarında büyük mesafeler olsa bile birbirlerinin davranışlarını etkiler. Psikolojide de, inançlar ve davranışlar arasında böyle bir paralellik kurulabilir.

Kuantum Bahis: Iowa Kumar Görevi 

Konu ile ilgili bir çalışmada araştırmacılar hangisinin daha iyi tahminde bulunduğunu öğrenmek için 12 klasik psikoloji modeline karşı iki kuantum tabanlı karar verme modeli test ettiler. Iowa Kumar Görevi olarak bilinen deney, insanların geçmiş hatalarından ders alma ve stratejilerini buna göre ayarlama yeteneklerini değerlendirmek için tasarlanmıştır.

Deneyde, katılımcılar önlerindeki dört desteden kart seçtiler. Her kart oyuncuya ya para kazandırırdı ya da kaybettirdi. Oyunun amacı elbette mümkün olduğunca fazla para kazanmaktı. Bir deste oyuncuya kısa vadede büyük miktarlarda para kazandırıyor ancak oyunun sonunda zarar ettiriyordu. Diğer bir deste ise kısa vadede az kazandırıyor ama toplamda zarar ettirmiyordu.

Oyunun sonucunda kazananlar çoğunlukla “yavaş ve istikrarlı” destelerden kart çekti. Öte yandan kaybedenler hızlı kazandıran desteyi seçtiler. Çalışmalarının geçerliliğini arttırmak isteyen ekip, Iowa Kumar Deneyi tamamladıkları sırada katılımcılara beyin taramasını yaptı. Böylece katılımcıların oyun stratejilerini ayarladıkları sırada beyinlerinde neler olduğunu görmek istedi. Kuantum modeli tarafından üretilen çıktılar, bu öğrenme sürecinin nasıl gelişeceğini öngördü. Bu nedenle yazarlar, katılımcılarda karar vermede rol oynadığı bilinen frontal lob içindeki beyin aktivitesinin bir şekilde modellerin tahminleriyle ilişkili olabileceğini teorileştirdi.  

Tüm Bunlar Ne Anlama Geliyor?

Aslında bu soruya cevabı araştırmacılar veriyor. “Sosyal ve davranışsal bilimlerde olasılık modellerini oldukça fazla kullanıyoruz. Örneğin, bir kişinin belli bir biçimde davranmasının veya karar vermesinin olasılığı nedir diye soruyoruz. Geleneksel olarak bu modellerin hepsi Newton sistemlerinin klasik fiziğinden ortaya çıkan klasik olasılık teorisine dayanıyor. Demek ki sosyal bilimcilerin kuantum sistemleri ve bunların matematiksel prensipleri hakkında düşünmesi o kadar da tuhaf değil.1

Sonuç olarak konu ileilgili daha fazla araştırma yapılması gerekiyor. Belki de kuantum mekaniği insan mantığındaki kusurları ve bu yanılgının nöronlar düzeyinde nasıl ortaya çıktığını açıklamaya yardımcı olacaktır. Sonuçta kuantum biliş oldukça yeni bir çalışma alanı. Neler olabileceğini zamanla daha detaylı anlayacağız gibi gözüküyor. Ancak bu süreçte, ola ki biri sizi akıldışı davranmakla suçlarsa, onlara kuantum fiziğinin kurallarına uyduğunuzu açıklayabilirsiniz.



Kaynaklar ve ileri okumalar:

Matematiksel

SİNAN İPEK

Yazar, çizer, düşünür, öğrenir ve öğretmeye çalışır. Temel ilgi alanı Bilimkurgu yazarlığıdır. Bunun dışında Matematik, bilim, teknoloji, Astronomi, Fizik, Suluboya Resim, sanat, Edebiyat gibi konulara ilgisi vardır. Ara sıra sentezlediklerini yazı halinde evrene yollar. ODTÜ Matematik Bölümü mezunudur ve aşağıdaki başarılarıyla gurur duyar:TBD Bilimkurgu Öykü yarışmasında iki kez birincilik, 2. Engelliler Öykü yarışmasında birincilik, Ya Sonra Öykü Yarışması'nda finalist, Mimarlık Öyküleri Yarışması'nda finalist, 44. Antalya Altın Portakal Belgesel Film Yarışmasında finalist. Ithaki yayınları Pangea serisinin 5. üyesi "Beyin Kırıcı" adlı bir romanı var. https://www.ilknokta.com/sinan-ipek/beyin-kirici.htm
Başa dön tuşu