心理科学进展, 2018, 26(8): 1365-1373 doi: 10.3724/SP.J.1042.2018.01365

研究方法

一种新决策模型——量子决策模型

辛潇洋, 徐晨虹, 陈宏玉, 李瑛,

陕西师范大学心理学院暨陕西省行为与认知神经科学重点实验室, 西安 710062

Quantum models for decision making

XIN Xiaoyang, XU Chenhong, CHEN Hongyu, LI Ying,

School of psychology, Shaanxi Normal University & Key Laboratory of behavioral and cognitive neuroscience of Shaanxi Province, Xi’an 710062, China

通讯作者: 李瑛, E-mail: liying@snnu.edu.cn

收稿日期: 2017-04-14   网络出版日期: 2018-08-15

基金资助: 国家社会科学基金教育学青年课题.  CCA110105
陕西师范大学教师教育研究专项.  JSJY2017006

Received: 2017-04-14   Online: 2018-08-15

摘要

近10年以来, 一些学者基于量子理论研究思想与方法探索出了量子决策模型。由于该模型独特的理论结构, 它可被用于解释传统决策理论所难以解释的问题, 尤其是个体在不确定情况下的决策行为。该模型解释了诸如分离效应、分类决策的干涉效应以及合取谬误等传统决策模型很难解释的问题, 研究者已经证实其中一种称为量子问题等式的决策模型可以精确地预测决策中的顺序效应。作为一个有助于分析心理学中决策现象的新研究领域, 量子决策模型具有深入研究的理论意义和实践意义。

关键词: 量子 ; 决策 ; 模型 ; 概率

Abstract

During the recent decade, quantum decision-making models were established based on the mathematical structure and methodologies of quantum mechanics. Owing to its unique theoretical structure, the quantum decision-making models can be applied to explain problems that violate the classical decision models, especially for judgments under uncertainty and decisions under conflicts. Quantum decision-making models have been used to explain phenomena such as disjunction effect, conjunction fallacy and interference of categorization on decision making which are difficult to account for with classical decision models. A model called quantum question equality has been tested for its accurate prediction of order effects. Being a new research field contributing to analysis of decision making, quantum decision-making models worth further investigations both in theoretical and applicative levels.

Keywords: quantum ; decision making ; model ; probability

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本文引用格式

辛潇洋, 徐晨虹, 陈宏玉, 李瑛. (2018). 一种新决策模型——量子决策模型 . 心理科学进展, 26(8), 1365-1373

XIN Xiaoyang, XU Chenhong, CHEN Hongyu, LI Ying. (2018). Quantum models for decision making. Advances in Psychological Science, 26(8), 1365-1373

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,