决策理论中不确定偏好的量子形式主义

《BioSystems》:Quantum Formalism for Indeterminate Preferences in Decision Theory

【字体: 时间:2025年11月23日 来源:BioSystems 1.9

编辑推荐:

  使用量子力学形式化解释代理人的异常决策行为,认为偏好决策前处于叠加态,决策对应测量导致偏好确定化。

  
Hervé Zwirn
Centre Borelli (ENS Paris Saclay) / IHPST (UMR 8590 CNRS / Paris 1 / ENS Ulm)

摘要

在本文中,我们提出使用量子力学的形式主义来描述和解释某些决策或选择情境中代理的所谓“异常”行为。基本思想是假设这些代理的偏好在做出选择或决定之前是不确定的(从量子的角度来看)。代理在决策之前的状态由潜在偏好的叠加表示。决策被视为对代理状态的测量,并导致状态投影到其中一个特定的偏好上。因此,我们认为偏好的不确定性并非源于信息不完整,而是源于本质上的不确定性。我们探讨了这些假设对决策理论常规概念的影响,并将这种形式主义应用于所谓的“框架效应”问题。

引言

现在人们已经知道,在做出选择或决策时,人们有时会表现出明显非理性的行为,我们将其称为行为异常[1]。这些异常可以以不同的方式表现出来。面对相同的可能性,代理可能会根据选择呈现的方式或所处的情境做出不同的选择,即使这些情境在选择的方面看起来是等价的。也有可能,在需要连续做出多个独立选择的情况下,代理最终得到的结果会取决于这些选择的顺序。传统方法很难在不采用看似特设的论点的基础上解释这些异常。
Harsanyi[2]提出的传统贝叶斯方法用于模拟不完整信息,该方法包括对代理类型采用先验概率分布(假设一个类型代表了与所考虑决策情境中代理相关的所有相关信息),然后从这些类型中抽取一个代理,并告知每个代理他们自己的类型。结果是,对代理类型的不确定性主要反映了其他代理对他们的不了解。这是因为一个类型是完全确定的,代表了代理的完整且明确的特征集。每个代理都知道自己的类型,但只对其他代理的类型有一个概率分布。正是在这一点上,我们与传统方法不同,我们认为除了信息不足之外,对代理类型的不确定性也可能源于在代理做出选择或决定之前该类型尚未完全确定。因此,代理的状态是不同类型的叠加,正如量子形式主义所允许的那样。只有在决策时刻,即我们将其等同于测量时,偏好才被确定。这一观点与Tversky和Simonson[3]的建议一致,他们认为:
"有越来越多的证据支持这样一种观点,即偏好往往是在选择时刻构建的——而不仅仅是被揭示的。这些构建取决于问题提出的框架、获取结果的方法以及选择的情境。"
这种观点似乎与观察结果相当一致,即代理(即使是事先高度理性的代理)在仅在一些表面上不相关的因素(如环境或与所考虑情境无关的先前事件)不同的等价情境中也会表现出不同的行为。
本文旨在从教学角度建立用于模拟决策理论中不确定偏好的基本形式主义。因此,它不会介绍使用这种形式主义研究特定决策或选择情境中代理“异常”行为的新近结果。不过,关于新的结果,我们建议读者参考论文[4]、[5]、[6],其中包含了许多最新的参考文献。

部分摘录

形式框架

在本节中,我们将介绍将要使用的形式主义及其解释[7]。我们从量子力学中借鉴了一些用于模拟原子世界的工具1。量子形式主义主要基于希尔伯特空间模型,该模型是表示系统状态的自然结构,形式为向量。在物理学中,这一模型还通过动态

两个应用示例

现在让我们来看两个示例,其中所介绍的形式主义可以以自然的方式解释一个令人惊讶的结果。第一个示例是我们为了测试我们的假设而提出的一个虚构实验。如果代理处于一种叠加心理状态(代表其偏好的真实不确定性)的可能性是存在的,那么下面描述的实验应该会得到一个不符合经典直觉的结果。

结论

在本文中,我们提出了一个基于量子形式主义的模型。这使得在经典概率形式主义[14]正确的情况下能够恢复其结果。它似乎还能通过避免经典模型作者不得不接受的特设假设,为某些行为异常提供更令人满意的解释。我们的基本假设是,代理的偏好(或类型)可以是不确定的(即从量子的意义上讲是叠加的)。

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    亲爱的编辑,在本文中,我们提出使用量子力学的形式主义来描述和解释某些决策或选择情境中代理的所谓“异常”行为。基本思想是假设这些代理的偏好在做出选择或决定之前是不确定的(从量子的角度来看)。代理在决策之前的状态由潜在偏好的叠加表示。决策被视为对代理状态的测量。

    致谢

    作者想要感谢一位匿名审稿人,他帮助他改进了参考文献列表。
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