1 引言

基于经典概率理论的传统决策模型已经在决策领域取得了很大的成功,但却不能很好地解释人在不确定或矛盾状态下的决策行为。近10年来,一种基于量子理论的量子决策模型能够解决传统概率模型难以解释的决策问题。这一新决策模型的出现,打破了传统决策模型中经典概率理论的禁锢,为决策理论的发展带来了新的方向。

长期以来,心理学家就人类决策问题提出了两种决策理论,传统即古典决策理论和启发式决策理论(Baron,1988; Gilboa,2009)。古典决策理论认为个体具备完全的理性能力,总是追求个人利益的最大化。在数学层面上,遵循理性决策的个体根据贝叶斯定理做出推断,并根据期望定理做出决定(Chater,Tenenbaum,& Yuille,2006; Tenenbaum,Griffiths,& Kemp,2006)。启发式决策理论指出,人在不确定条件下进行的决策并非总是理性的,更多会根据几种启发式方法进行判断和决策,如代表性启发法、易得性启发法与锚定和调整启发法(Tversky & Kahneman,1974)。

量子理论是 20世纪人类最伟大的成就之一,它提供了新的有关自然界的观察、思考和表述方法,尤其是它所蕴含的开放性和不确定性,启发人类更多的发现和创造。量子决策模型正是受此影响而建立,该模型与启发式理论相似,认为人的决策是有限理性的(bounded rationality),但量子决策模型也与古典决策理论一样,有严密而完备的数学逻辑体系。但相比于古典决策理论,该模型具有更加新颖与灵活的理论结构(Aerts,Sozzo,& Veloz,2016; 孙炯,王万义,赫建文,2010)。

当然,借鉴一种来源于物理学的理论来解释人的决策过程,在吸引眼球的同时自然会引起争议——为什么量子理论可以用于解释人的决策过程？量子概率理论与经典概率理论有何异同？量子决策模型有哪些实证性的证据？接下来,本文将从这三个方面对量子决策模型进行讲解。

2 使用量子决策的原因

2.1 决策中的不确定状态

大多数传统决策模型(如贝叶斯网络模型或产生式模型)认为,虽然在不确定状态下,个体决策的信念状态(belief state)会随时间变化,但是某一特定时刻的信念状态会处于某一确定状态(Asano,Basieva,Khrennikov,Ohya,& Tanaka,2012)。虽然这些决策模型在决策领域已经取得了很大成功,但是这类传统的决策模型也存在缺陷：从实际来说,人在决策中的信念状态是未知的,是由研究者假定的,因而不能简单地认为人在决策过程中处于确定的信念状态(Busemeyer & Bruza,2012)。

量子决策模型对人在决策过程中所处的不确定信念状态有很好的描述。这种描述可以通过一个著名的例子——“薛定谔的猫”来进行诠释(图1)。所谓薛定谔的猫是指：将一只猫关在一个箱子里,箱子中放了一个盖革计数器、一块放射性物质、一把小锤子以及一只装着毒药的氢氰酸小瓶,假定放射性物质发生衰变的可能性为 50%。当衰变未发生时,装毒药的小瓶是封口的,完好无损,猫活着。当发生衰变时,继电器操纵小锤子,击碎装有毒药的小瓶,猫被毒死(苏汝铿,2002)。这里,薛定谔提出了一个问题：在未打开箱子观察猫之前,这只猫的状态是什么？是死还是活？以传统的观点来看,这只猫不是死的就是活的,处于确定状态。而量子理论认为,这只猫所处的状态是一种不死不活,既死又活的状态,科学家将这种混沌的状态称为叠加态(曾谨言,2014)。

图1 薛定谔的猫

叠加态是指在这一状态下,一切潜在的确定状态都有发生的可能,这种叠加状态就是所有冲突、模糊与不确定因素的固有体现。因此,量子理论对决策中决策者不确定的信念状态的描述与解释具有得天独厚的理论优势(De Barros & Suppes,2009; Busemeyer & Bruza,2012)。

2.2 测量对决策的影响

心理学研究者大多通过被试的主观报告来记录其在决策时所处的心理状态,并认为所测量的结果能够准确代表被试做出反应那一时刻所处的认知状态。例如,被试在观看一部惊悚电影时被问到是否感到害怕,被试的回答就反映了其回答问题前的心理状态(害怕或是不害怕)。

量子理论认为,测量时,所测的结果并不能准确反映测量前事物的性质,测量可以改变所测事物的性质(顾樵,2014)。试想,通过一个特定问题(相当于一种对认知状态的测量)所测得的状态往往是确定的,这与测量前这个人所处的不确定状态不符。还以上例来说,在观看电影时,被试的情感状态可能是模糊不清的(可能是害怕,也可能是激动等等,为一种叠加态),但当被试回答感到害怕时,表示所测量得到的结果是一个确定的状态,这种确定的状态并不能完全反映被试模糊不清的感情。从更深层的角度上来说,测量所得的确定的认知状态其实是该测量问题与原先的那种不确定状态共同作用的结果(Blutner,Pothos,&Bruza,2013)。