Quantum cognition: siamo davvero consapevoli delle nostre scelte?

Avete presente l’attimo prima di fare una scelta? Quel momento in cui abbiamo chiari quali siano i pro e i contro di una certa decisione, in cui sappiamo benissimo di aver fatto la scelta giusta per il bene di tutti? Scordatevelo. A dirvelo non sono io, ma la meccanica quantistica.

Vi potrebbe infatti essere una forte analogia tra questa branca della fisica sub-atomica e i processi cognitivi quali memoria e decision making. in tutto ciò non si parlerebbe di applicare direttamente le formule quantistiche all’universo psicologico, ma vi potrebbero essere alcuni concetti e principi facilmente trasponibili all’ambito cognitivo. Potrebbe essere quindi d’aiuto mettere in luce alcuni punti chiave in modo da rendere più comprensibile il parallelismo.

La meccanica quantistica è una branca della fisica relativamente recente, poiché vede tra i suoi più celebri fondatori autori del rango di Heisenberg, Einstein, Feynman e Bohr (Tannor, 2007). Alla fine dell’800 i fisici ritenevano che non ci fosse nient’altro da scoprire in fisica, e ritenevano che tutto ciò di cui potevano occuparsi fossero delle misurazioni sempre più precise (Michelson, 1984). In realtà, grazie a diversi esperimenti condotti, fu possibile rintracciare non solo nuovi meccanismi, ma addirittura un mondo, quello del microcosmo, che non rispettava assolutamente le leggi della fisica classica scoperte e definite fino a quel momento (Busemeyer, Photos, Franco e Trueblood, 2011). Un esempio era il fatto che non si potesse conoscere contemporaneamente la velocità e la quantità di moto di una particella poiché, nel momento in cui l’osservatore compiva una misurazione, la particella si era già spostata, e la sua velocità si era modificata (Einstein, Podolsky e Rosen, 1935).  Il focus di questa disciplina si ritrova principalmente nello studio di particelle sub-atomiche e allo studio del loro comportamento imprevedibile, tanto che agli inizi del 1900 gli scienziati si videro costretti ad abbandonare l’approccio deterministico e causalistico in favore di uno statistico e probabilistico.

Al di là delle implicazioni prettamente matematiche e le applicazioni delle nuove scoperte scientifiche ai soli ambiti delle “scienze dure”, si deve evidenziare il cambio di prospettiva che ha caratterizzato tutta la filosofia e la visione del mondo dello scorso secolo. La meccanica quantistica ha infatti rivoluzionato non solo lo studio delle particelle, ma ha avuto un notevole impatto sulla società, contribuendo a passare da una visione oggettiva della realtà, ad una realtà costruita dall’osservatore. La realtà non può più essere considerata come esistente ‘a priori’, ma si comincia a pensare ad una realtà che esiste nella misura in cui un osservatore ne fa esperienza (Berger e Luckmann, 1991).

Le scoperte scientifiche in ambito matematico e fisico hanno permesso di comprendere paradossi e, in ambito più pratico, di costruire oggetti di ‘uso comune’ come laser e transistor (Camejo, 2008). Molti autori si sono quindi chiesti se fosse possibile applicare i principi della meccanica quantistica anche alla realtà quotidiana di cui facciamo esperienza, in particolar modo per cercare di comprendere l’irrazionalità del pensiero umano, irrazionalità molto simile a quella osservata nel microcosmo della fisica quantistica.

Finora è stato rilevato da diversi studiosi che le scelte umane non rispettano le leggi della probabilità classica, ma purtroppo nessuno è ancora stato in grado di prevedere (e quindi creare dei modelli) circa cosa le persone sceglieranno, ma una cosa è certa: nessuno di noi sceglie in modo totalmente consapevole. Nessuno valuta adeguatamente tutte le alternative. Dopotutto non siamo macchine; abbiamo accesso solo a poche informazioni. E le usiamo pure male (Busemeyer e Bruza, 2012).

Si chiama ‘Quantum Cognition’, ed è un nuovo campo di ricerca che cerca di spiegare i comportamenti irrazionali dell’uomo.

Non stiamo parlando di trasporre le leggi della meccanica quantistica all’ambito cognitivo. Questo metodo si limita ad applicare le intuizioni e la parte matematica della meccanica quantistica a processi cognitivi come il decision making e la memoria. Il punto principale da cui nasce questo tipo di approccio è il fatto che le nostre decisioni sembrano violare quelli che sono i principi della probabilità classica; tendiamo ad utilizzare scorciatoie mentali, le cosiddette ‘euristiche’, per risparmiare tempo ed energie nel decidere cosa fare della nostra vita (Bruza, Busemeyer & Gabora, 2013).

Un esempio a cui possiamo fare riferimento è il classico ‘Linda Problem’, dove viene evidenziato l’utilizzo di queste scorciatoie mentali.

Il problema consta nello scegliere tra tre alternative circa la professione di Linda, che viene descritta come ‘una donna di 31 anni, single, spigliata, laureata in filosofia’. Viene inoltre indicato che da studentessa, la ragazza ‘partecipava spesso a manifestazioni contro la discriminazione e in favore di una più equa giustizia sociale’. Le alternative proposte sono le seguenti:

  •  Linda è una cassiera
  •  Linda è una femminista
  •  Linda è una femminista e una cassiera

Nonostante la probabilità classica ci dica che l’intersezione di due casi è meno probabile del caso singolo (cioè ad esempio pescare una regina di cuori è meno probabile del pescare una qualunque regina in un mazzo non truccato), la maggior parte delle persone afferma che la possibilità che ‘Linda sia una femminista E una cassiera’ sia più probabile della singola affermazione ‘Linda è una cassiera’ (Franco, 2009).

La Quantum Cognition si fonda sull’idea che i giudizi umani siano basati su stati indefiniti che si influenzano a vicenda e che non obbediscono alla probabilità classica. Secondo l’idea della meccanica quantistica, vi sarebbe un momento che precede la scelta in cui vi è una sovrapposizione di stati. Il concetto di sovrapposizione di stati è stato esplicitato da Shrödinger in un famoso esperimento mentale in cui venivano messi in una stessa scatola un gatto e una fiala di veleno: nessun osservatore esterno poteva effettivamente affermare che il gatto fosse vivo o morto finché la scatola non veniva aperta. In pratica, il gatto può essere considerato come contemporaneamente vivo e morto fino al momento dell’apertura della scatola, ovvero al momento di una osservazione. Quindi, esattamente come nell’esperimento mentale del gatto di Shrödinger, il momento precedente la scelta sarebbe caratterizzato da una sovrapposizione di tutte le possibili alternative. Ciò significa che prima di decidere, tutte le possibile scelte coesistono nella nostra mente. Quando il soggetto decide, si dice che il sistema ‘collassa’. Questo significa che solo una tra le possibili alternative sarà quella che verrà effettivamente scelta, mentre le altre, che coesistevano nel sistema, vengono a non essere presenti nella scelta finale (Busemeyer, Wang, Townsend, 2006).

Questo tipo di visione può essere applicato anche alla memoria, e può essere facilmente compreso con un esempio.

Immaginate di essere in ufficio, seduti e circondati da altri colleghi. Ad un certo punto uno di loro si alza per andare alla macchinetta al piano terra e molto gentilmente vi chiede se per caso avete bisogno di qualcosa da mangiare. A quel punto voi rispondete che si, volete un ‘Twix’. Ora, probabilmente voi neanche stavate pensando al farvi due rampe di scale per prendere una merendina a metà mattinata, ma il fatto che il vostro collega abbia posto la domanda, ha fatto sì che la probabilità che voi vi accorgeste di avere fame aumentasse, e che tra tutte le possibili alternative (che ricordiamo, secondo questa visione coesistono nel sistema), abbiate scelto un ‘Twix’. In pratica, la domanda si è comportata come una “misurazione” del sistema fisico, e ciò ha portato ad una “interferenza” nel sistema, esattamente come avviene in ambito sub-atomico.

Il meccanismo si ritrova anche in esempi più banali, ad esempio quando una persona vi chiede da quanto tempo vi siete lasciati dal fidanzato, e subito dopo se ne esce con un ‘come stai?’. Probabilmente la risposta sarà negativa (‘non troppo bene in effetti’) in seguito alla prima domanda sulla propria relazione, mentre probabilmente un ‘Come stai?’ chiesto senza far pensare alla rottura avrà una risposta più positiva, anche solo un ‘Bene, grazie!’.

La meccanica quantistica sembra quindi essere una valida alternativa a quei modelli classici che non sono in grado di predire le scelte umane, ma la ricerca è ancora lunga, e le applicazioni molteplici, a partire da nuove scoperte sui processi mnemonici.

Olivia Bruni

Laureata in Scienze e tecniche psicologiche presso l’Università di Firenze,
Studentessa in Psicologia Clinico-Dinamica presso l’Università di Padova

Informazioni, contatti e articoli dell’autrice a questo link

Bibliografia

Berger, P. L., e Luckmann, T. (1991). The social construction of reality: A treatise in the sociology of knowledge (No. 10). Penguin UK.

Bruza, P., Busemeyer, J., e Gabora, L. (2013). Introduction to the special issue on quantum cognition. arXiv preprint arXiv:1309.5673

Busemeyer, J. R., e Bruza, P. D. (2012). Quantum models of cognition and decision. Cambridge University Press.

Busemeyer, J. R., Pothos, E. M., Franco, R., e Trueblood, J. S. (2011). A quantum theoretical explanation for probability judgment errors. Psychological review, 118(2), 193.

Busemeyer, J. R., Wang, Z., e Townsend, J. T. (2006). Quantum dynamics of human decision-making. Journal of Mathematical Psychology, 50(3), 220-241.

Camejo, S. A. (2008). Le moderne applicazioni della fisica quantistica. Il bizzarro mondo dei quanti,(pp. 193-213). Springer Science e Business Media.

Einstein, A., Podolsky, B., e Rosen, N. (1935). Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete?. Physical review,47(10), 777.

Franco, R. (2009). The conjunction fallacy and interference effects. Journal of Mathematical Psychology, 53(5), 415-422.

Michelson, A. A. (1894). Speech at the dedication of Ryerson Physics Lab. University of Chicago.

Tannor, D. J. (2007). Introduction to quantum mechanics. University Science Books.

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