Моделирование квантово-подобных когнитивных феноменов методом голографии Фурье: задача выбора альтернатив

Моделирование квантово-подобных когнитивных феноменов методом голографии Фурье: задача выбора альтернатив

Автор: Павлов Александр Владимирович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 4 т.45, 2021 года.

Бесплатный доступ

Статья посвящена поиску биологически мотивированного механизма когнитивного феномена нарушения классической формулы полной вероятности для дизъюнкции несовместных событий, относимого рядом исследователей к категории квантово-подобных. Показан классический механизм, не требующий обращения к квантовой механике ни по физической сути, ни на уровне формализма и реализуемый 6 f - схемой голографии Фурье резонансной архитектуры. Рассмотрение проведено в рамках задачи принятия решения как оценки альтернатив на примере некооперативной игры «Дилемма заключенного». Подход к проблеме основан на поиске механизма формирования условной оценки при условии, противоречащем правилу монотонной логики принятия решения. Показано, что эта оценка, в отличие от безусловной и условной при непротиворечащем условии, формируется логикой с исключением. Кольцевая архитектура голографической схемы соответствует биологически обоснованной нейросетевой концепции кольца возбуждения и реализует когнитивный диссонанс на логике с исключением. Аналитически определены условия и границы диапазона нарушения классической формулы полной вероятности в зависимости от радиуса корреляции эталонного образа, записанного на голограмме, хранящей правило вывода монотонной логики. Аналитическая модель подтверждена количественным совпадением результатов численного моделирования с опубликованными результатами натурных экспериментов.

Еще

Голография фурье, принятие решения, выбор альтернатив, квадратичная мера, оценка, квантовая вероятность, некооперативные игры, логика с исключением, когнитивный диссонанс, динамическая система, радиус корреляции, параметр порядка

Короткий адрес: https://sciup.org/140290250

IDR: 140290250   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-830

Список литературы Моделирование квантово-подобных когнитивных феноменов методом голографии Фурье: задача выбора альтернатив

  • Slussarenko, S. Photonic quantum information processing: A concise review / S. Slussarenko, G.J. Pryde // Applied Physics Reviews. - 0019. - Vol. 6. - 041303. - DOI: 10.1063/1.5115814. 0.
  • Павельев, А.В. Исследование немарковской динамики двух взаимодействующих кубитов на основе численного решения нелинейного стохастического уравнения Шрёдингера / А.В. Павельев, В.В. Семин // Компьютерная оптика. - 0019. - Т. 43, № 0. - С. 168-173. - DOI: 10.18087/0410-6179-0019-43-0-168-173.
  • Khrennikov, A. A quantum-like model of information processing in the brain / A. Khrennikov, M. Asano // Applied Science. - 0000. - Vol. 10, Issue 0. - 707. - DOI: 10.3390/app10000707.
  • Human-like computing: Report of a Workshop held on 17 & 18 February 0016, Bristol, UK [Electronical Resource]. - URL: https://epsrc.ukri.org/newsevents/pubs/humanlikecomputing/ (request date 03.06.0000).
  • Lake, B.M. Building machines that learn and think like people / B.M. Lake, T.D. Ullman, T.B. Tenenbaum, S.J. Gershman // Behavioral and Brain Sciences. - 0017. -Vol. 40. - e053. - DOI: 10.1017/S0140505X16001837.
  • Gorbatsevich, V.S. FaceDetectNet: Face detection via fully convolutional network / V.S. Gorbatsevich, A.S. Moiseenko, Y.V. Vizilter // Computer Optics. - 0019. - Vol. 43(1). - P. 6371. - DOI: 10.18087/0410-6179-0019-43-1-63-71.
  • Wang, W. Development of convolutional neural network and its application in image classification: a survey / W. Wang, Y. Yang, X. Wang, W. Wang, J. Li // Optical Engineering. - 0019. - Vol. 58, Issue 4. - 040901. - DOI: 10.1117/1.OE.58.4.040901.
  • Брагин, А.Д. Распознавание моторных образов на электроэнцефалограммах с помощью свёрточных нейронных сетей / А.Д. Брагин, В.Г. Спицын // Компьютерная оптика. - 0000. - Т. 44, № 3. - С. 480-487. - DOI: 10.18087/0410-6179-m-669.
  • Агафонова, Ю.Д Эффективность алгоритмов машинного обучения и свёрточной нейронной сети для обнаружения патологических изменений на магнитнорезонансных томограммах головного мозга / Ю.Д. Агафонова, А.В. Гайдель, П.М. Зельтер, А.В. Капишников // Компьютерная оптика. - 0000. - Т. 44, № 0. - С. 066-073. - DOI: 10.18087/0410-6179-m-671.
  • Пашина, Т. А. Сравнение алгоритмов выделения области интереса на компьютерных томограммах лёгких / Т. А. Пашина, А. В. Гайдель, П. М. Зельтер, A.В. Капишников, А.В. Никоноров // Компьютерная оптика. - 0000. - Т. 44, № 1. - С. 74-81. - DOI: 10.18087/0410-6179-m-659.
  • Васильченко, В.А. Алгоритмизация процесса распознавания состояний физиологических объектов на основе специальных рентгеновских изображений / B.А. Васильченко, В.Л. Бурковский, А.Д. Данилов // Компьютерная оптика. - 0019. - Т. 43, № 0. - С. 096303. - DOI: 10.18087/0410-6179-0019-43-0-096-303.
  • Горбачёв, В.А. Семантическая сегментация спутниковых снимков аэропортов с помощью свёрточных нейронных сетей / В.А. Горбачёв, И.А. Криворотов, А.О. Маркелов, Е.В. Котлярова // Компьютерная оптика. - 0000. - Т. 44, № 4. - С. 636-645. - DOI: 10.18087/0410-6179-m-636.
  • Dash, T. Adversarial neural networks for playing hide-and-search board game Scotland Yard / T. Dash, S.N. Dambekodi, P.N. Reddy, A. Abraham // Neural Computing and Applications. - 0000. - Vol. 30. - P. 3149-3164. - DOI: 10.1007/s00501-018-3701-0.
  • Богуш, Р.П. Алгоритм сопровождения людей на видеопоследовательностях с использованием свёрточных нейронных сетей для видеонаблюдения внутри помещений / Р.П. Богуш, И.Ю. Захарова // Компьютерная оптика. - 0000. - Т. 44, № 1. - С. 109-116. - DOI: 10.18087/0410-6179-m-565.
  • Сарин, К.С. Метод баггинга и отбор признаков в построении нечётких классификаторов для распознавания рукописной подписи / К.С. Сарин, И.А. Ходашинский // Компьютерная оптика. - 0019. - Т. 43, № 5. - С. 833845. - DOI: 10.18087/0410-6179-0019- 43-5-833-845.
  • Рахманенко, И. А. Автоматическая верификация диктора по произвольной фразе с применением свёрточных глубоких сетей доверия / И. А. Рахманенко, А. А. Шелупанов, Е. Ю. Костюченко // Компьютерная оптика. - 0000. - Т. 44, № 4. - С. 596-605. - DOI: 10.18087/0410-6179-CO-601.
  • Tversky, A. Judgment under uncertainty: heuristics and biases / A. Tversky, D. Kahneman // Science. - 1974. - Vol. 185. -P. 1104-1131. - DOI: 10.1106/science.185.4157.1104.
  • Tversky, A. The framing of decisions and the psychology of choice / A. Tversky, D. Kahneman // Science. - 1981. -Vol. 011. - P. 453-458. - DOI: 10.1106/science.7455683.
  • Tversky, A. Rational choice and the framing of decisions / A. Tversky, D. Kahneman // Business. - 1986. - Vol. 59. -P. 051-078. - DOI: 10.1086/096365.
  • Kahneman, D. Judgment under uncertainty: Heuristics and biases / D. Kahneman, P. Slovic, A. Tversky. - Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1980.
  • Kahneman, D. Prospect theory - an analysis of decision under risk / D. Kahneman, A. Tversky // Economics. -1979. - Vol. 47. - P. 063-090. - DOI: 10.0307/1914185.
  • Tversky, A. Extensional versus intuitive reasoning: The conjunction fallacy in probability judgment / A. Tversky, D. Kahneman // Psychological Review. - 1983. - Vol. 90, Issue 4. - P. 093-315. - DOI: 10.1037/0033-095X.90.4.093.
  • Tversky, A. The disjunction effect in choice under uncertainty / A. Tversky, E. Shafir. // Psychological Science. -1990. - Vol. 3, Issue 5. - P. 305-309. - DOI: 10.1111/j.1467-9080.1990.tb00678.x.
  • Crosson, R. The disjunction effect and reason-based choice in games / R. Crosson // Organizational Behavior and Human Decision Processes. - 1999. - Vol. 80. - P. 118-133. -DOI: 10.1006/obhd.1999.2846.
  • Li, S. Examining whether there is a disjunction effect in Prisoner's Dilemma games / S. Li, J. Taplin // Chinese Journal of Psychology. - 2002. - Vol. 44, Issue 1. - P. 2546.
  • Busemeyer, J.R. Quantum game theory explanation of disjunction effects / J.R. Busemeyer, М. Matthew, Z.A. Wang // Proceedings of the 28th Annual Conference of the Cognition Science Society. - 2006. - P. 131-135.
  • Hristova, E. Disjunction effect in prisoner's dilemma: evidences from an eye-tracking study / E. Hristova, M. Grinberg // Proceedings of the 30th Annual Conference of the Cognition Science Society. - 2008. - P. 1225-1230.
  • Adams, B. Quantum effects in the brain: A review. / B. Adams, F. Petruccione // AVS Quantum Science. - 2020. - Vol. 2. - 022901. - DOI: 10.1116/1.5135170.
  • Менский, М.Б. Концепция сознания в контексте квантовой механики / М.Б. Менский // Успехи физических наук. - 2005. - Т. 175, № 4. - С. 413-435. - DOI: 10.3367/UFNr.0175.200504c.0413.
  • Trueblood, JS. Quantum probability theory as a common framework for reasoning and similarity / J.S. Trueblood, E.M. Pothos, J.R. Busemeyer // Frontiers in Psychology. -2014. - Vol. 5. - 322. - DOI: 10.3389/fpsyg.2014.00322.
  • Pothos, E.M. A quantum probability explanation for violations of 'rational' decision theory / E.M. Pothos, J.R. Busemeyer // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. - 2009. - Vol. 279. - P. 2171-2178. -DOI: 10.1098/rspb.2009.0121.
  • Busemeyer, J.R. A quantum theoretical explanation for probability judgment "errors" / J.R. Busemeyer, E.M. Pothos, R. Franco, J.S. Trueblood // Psychological Review. - 2011. - Vol. 118, Issue 2. - P. 193-218. - DOI: 10.1037/a0022542.
  • Broekaert, JB. The Disjunction Effect in two-stage simulated gambles. An experimental study and comparison of a heuristic logistic, Markov and quantum-like model / J.B. Broekaert, J.R. Busemeyer, E.M. Pothos // Cognitive Psychology. - 2020. - Vol. 117. - 101262. - DOI: 10.1016/j.cogpsych.2019.101262.
  • Bagarello, F. Quantum like modeling of decision making: Quantifying uncertainty with the aid of HeisenbergRobertson inequality / F. Bagarello, I. Basieva, E.M. Pothos, A. Khrennikov // Journal of Mathematical Psychology. - 2018. - Vol. 84. - P. 49-56. - DOI: 10.1016/j.jmp.2018.03.004.
  • He, Z. An evidential dynamical model to predict the interference effect of categorization on decision making results / Z. He, W. Jiang // Knowledge-Based Systems. - 2018. -Vol. 150. - P. 139-149. - DOI: 10.1016/j.knosys.2018.03.014.
  • Жёлтиков, А.М. Критика квантового разума: измерение, сознание, отложенный выбор и утраченная когерентность / А.М. Жёлтиков // Успехи физических наук. - 2018. - Т. 188, № 10. - С. 1119-1128. - DOI: 10.3367/UFNr.2017.06.038155.
  • Павлов, А.В. Моделирование механизмов квантовой логики методом наложенных голограмм Фурье, основанным на нелинейности экспозиционных характеристик голографических регистрирующих сред / А.В. Павлов, В.В. Орлов // Квантовая электроника. - 2019. - Т. 49, № 3. - С. 246-252. - DOI: 10.1070/qe16996.
  • Павлов, А.В. Моделирование квантовой логики при линейной записи наложенных голограмм Фурье: феномен "Линда" / А.В. Павлов // Квантовая электроника. - 2019. - Т. 49, № 8. - С. 777-778. - DOI: 10.1070/qe17094.
  • Pavlov, A.V. Neural networks mechanisms for the quantum-like phenomenon "Linda" / A.V. Pavlov. - In: Neural networks and neurotechnologies / ed. by Yu. Shelepin, E. Ogorodnikova, N. Solovyev, E. Yakimova. - Saint-Peterburg: VVM, 2019. - Chap. 20. - P. 145-163.
  • Нормальная физиология / Р. С. Орлов. - М.: ГЭОТАР-медиа, 2010. - 832 с. - ISBN: 978-5-9704-1662-4.
  • Edelman, G.M. The remembered present. A biologocal theory of consciousness / G.M. Edelman. - New York: Basics Books, 1989. - 346 p.
  • Иваницкий, А.М. Мозговая основа субъективных переживаний: гипотеза информационного синтеза / А.М. Иваницкий // Журнал высшей нервной деятельности. - 1996.- Т. 46, № 2. - С. 241-252.
  • Ivanitskii, A.M. Information synthesis in key parts of the cerebral cortex as the basis of subjective experience / A.M. Ivanitskii // Neuroscience and Behavioral Physiology. - 1997. - Vol. 27. - P. 414-426. - DOI: 10.1007/BF02462943.
  • Ногин, В. Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход / В.Д. Ногин. - М.: Физ-матлит, 2002. - 144 с. - ISBN: 5-9221-0274-5.
  • Nash, J.F. Non-cooperative games / J.F. Nash // Annals of Mathematics. - 1951. - Vol. 54, Issue 2. - P. 286-295. -DOI: 10.2307/1969529.
  • Фейнман, P. Фейнмановские лекции по физике. Вып. 8 / Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс : пер. с англ. - М.: Мир, 1966. - 260 с.
  • Павлов, А.В. Голографическая память с пополнением противоречивой информацией: влияние ослабления низких частот на устойчивость отклика / А. В. Павлов // Компьютерная оптика. - 2020. - Т. 44, № 5. - С. 728736. - DOI: 10.18287/2412-6179-CO-668.
  • Павлов, А.В. Логика с исключением на алгебре фурье-дуальных операций: нейросетевой механизм редуцирования когнитивного диссонанса / А.В. Павлов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2014. - Т. 89, № 1. - С. 17-25.
  • Reiter, R. A logic for default reasoning / R. Reiter // Artificial Intelligence. - 1980. - Vol. 13, Issues 1-2. - P. 81-132. - DOI: 10.1016/0004-3702(80)90014-4.
  • Глезер, В.Д. Согласованная фильтрация в зрительной системе / В.Д. Глезер // Оптический журнал. - 1999. -Т. 66, № 10. - С. 10-14.
  • Алексеенко, С.В. Архитектура связей в зрительной коре и зрительное опознавание / С.В. Алексеенко // Оптический журнал. - 1999. - Т. 66, № 10. - С. 52-54.
  • Krasilnikov, N.N. Matched spatial filtering object images in the human visual system / N.N. Krasilnikov, O.I. Krasilnikova // Proceedings of the 2019 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). - 2019. - P. 1-4. - DOI: 10.1109/WETONF.2019.8840630.
  • Павлов, А.В. Алгебра фурье-дуальных операций: логика с исключением / А.В. Павлов // Искусственный интеллект и принятие решений. - 2012. - № 3. - С. 26-38.
  • Заде, Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений / Л. Заде // Математика. Новое в зарубежной науке. - М.: Мир, 1976. - Вып. 3. - 167 с.
  • Борисюк, Г.Н. Модели динамики нейронной активности при обработке информации мозгом - итоги десятилетия / Г.Н. Борисюк, Р.М. Борисюк, Я.Б. Казанович, Г.Р. Иваницкий // Успехи физических наук. - 0000. -Т. 170, № 10. - С. 1189-1014. - DOI: 10.3367/UFNr.0170.000010d.1189.
  • Шубников, Е.И. Отношение сигнал/помеха при корреляционном сравнении изображений / Е.И. Шубников // Оптика и спектроскопия. - 1987. - Т. 60, № 0. - С. 450-456.
  • Павлов, А.В. Об алгебраических основаниях Фурье-голографии / А.В. Павлов // Оптика и спектроскопия. -0001. - Т. 90, № 3. - С. 515-500.
  • Хренников, А.Ю. Формула полной вероятности с интерференционным членом / А. Ю. Хренников // Теория вероятностей и её применения. - 0006. - Т. 51, № 3. - C. 518-536. - DOI: 10.4013/tvp37.
  • Cervantes, S. Toward ethical cognitive architectures for the development of artificial moral agents / S. Cervantes, S. Lopez, L.-A. Cervantes // Cognitive Systems Research. - 0000. -Vol. 64. - P. 117-105. - DOI: 10.1016/j.cogsys.0000.08.010.
  • Qu, C. Neurocomputational mechanisms underlying immoral decisions benefiting self or others / C. Qu, Y. Hu, Z. Tang, E. Derrington, J.-C. Dreher // Social Cognitive and Affective Neuroscience. - 0000. - Vol. 15, Issue 0. -P. 135-149. - DOI: 10.1093/scan/nsaa009.
  • Tarraf, D.C. The Department of Defense Posture for Artificial Intelligence: Assessment and recommendations / D.C. Tarraf, W. Shelton, E. Parker [et al.]. - Santa Monica, CA: RAND Corporation, 0019. - DOI: 10.7049/RR4009.
  • Sayler, K.M. Artificial intelligence and national security [Electronical Resource] / K.M. Sayler // Congressional Research Service. R45178. 10 Nov. 2020. - URL: https://fas.org/sgp/crs/natsec/R45178.pdf (request date 02.02.2021).
  • Du, J. Army integrated combat model for synthetic force based on information cognition / J. Du, J. Xia, H. Li // Journal of Physics: Conference Series. - 2020. - Vol. 1533, Issue 2. - 022125. - DOI: 10.1088/1742-6596/1533/2/022125.
  • Botros, H. I-Guided reasoning-based operator support system for the nuclear power plant management / H. Botros, C.S. Tran, D. Nam // Annals of Nuclear Energy. - 2021. -Vol. 154. - 108079. - DOI: 10.1016/j.anucene.2020.108079.
  • Tanveer, A. Artificial intelligence in sustainable energy industry: Status Quo, challenges and opportunities / A. Tanveer, Z. Dongdong, H. Chao [et al.] // Journal of Cleaner Production. - 2021. - Vol. 289. - 125834. - DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.125834.
  • Suman, S. Artificial intelligence in nuclear industry: Chimera or solution? / S. Suman // Journal of Cleaner Production. - 2021. - Vol. 278. - 124022. - DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.124022.
  • Davydenko, L. Neural networks application for power consumption planning of the water supply facilities / L. Davydenko, N. Davydenko, V. Davydenko // 2020 IEEE Open Conference of Electrical, Electronic and Information Sciences (eStream). - 2020. - P. 1-4. - DOI: 10.1109/eStream50540.2020.9108856.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp