Development of a Thermodynamics of Human Cognition and Human Culture

要約

古典物理学と量子物理学の基礎研究、および量子情報理論の情報検索研究に触発されて、「エネルギー」と「エントロピー」の概念が人間の言語に、より一般的には人間の文化に一貫して導入できることを証明します。
より明示的には、エネルギーがテキストでの出現頻度に従って単語に起因する場合、その後のエネルギーレベルは非古典的に分布します。つまり、マクスウェル-ボルツマン統計ではなくボーズ-アインシュタイン統計に従います。
テキストに現れる単語の真の「量子的識別不能性」。
第二に、意味がテキストによって運ばれる方法による「量子エンタングルメント」は、テキストに現れる単語の (フォン・ノイマン) エントロピーを減少させます。
ここで、この「量子タイプの動作は人間の言語では一般的に有効である」と主張します。つまり、テキストはそれを構成する単語よりも概念的により具体的であり、テキスト全体のエントロピーが減少することを伴います。
さらに、エネルギーの量子化がカテゴリカルな知覚に現れる認知と、エンティティが協力して「もつれ」、全体的なエントロピーを減少させる文化から取られた例を提供します。
これらの発見を使用して、人間の認知のための新しい「非古典的熱力学理論」の開発を提案します。これは、人間の文化とその人工物の広い部分をカバーし、概念を量子物理学の実体と橋渡しします。

要約(オリジナル)

Inspired by foundational studies in classical and quantum physics, and by information retrieval studies in quantum information theory, we prove that the notions of ‘energy’ and ‘entropy’ can be consistently introduced in human language and, more generally, in human culture. More explicitly, if energy is attributed to words according to their frequency of appearance in a text, then the ensuing energy levels are distributed non-classically, namely, they obey Bose-Einstein, rather than Maxwell-Boltzmann, statistics, as a consequence of the genuinely ‘quantum indistinguishability’ of the words that appear in the text. Secondly, the ‘quantum entanglement’ due to the way meaning is carried by a text reduces the (von Neumann) entropy of the words that appear in the text, a behaviour which cannot be explained within classical (thermodynamic or information) entropy. We claim here that this ‘quantum-type behaviour is valid in general in human language’, namely, any text is conceptually more concrete than the words composing it, which entails that the entropy of the overall text decreases. In addition, we provide examples taken from cognition, where quantization of energy appears in categorical perception, and from culture, where entities collaborate, thus ‘entangle’, to decrease overall entropy. We use these findings to propose the development of a new ‘non-classical thermodynamic theory’ for human cognition, which also covers broad parts of human culture and its artefacts and bridges concepts with quantum physics entities.

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