本文引用自td026544 - 史上最著名的10個思想實驗

 

 

想實驗是一種精神上的觀念或假想,通常和謎語相似,是哲學家和科學家用以瞭解什麼是大眾思想的一種簡單方法。他們的運用在如哲學和理論物理(理論物 理無需做實驗)等抽象領域是最為廣泛的。他們像是為思想準備的一份大餐,最終給出複雜的答案。即使思想實驗本身也會有無法理解的時候,這並不奇怪。下面是 10個著名的思想實驗,還有他們所要表達的哲學、科學和倫理意義。

 

10. 電車難題

它是倫理學領域最為知名的思想實驗之一,內容大致是:一個瘋子把五個無辜的人綁在電車軌道上,一輛失控的電車朝他們駛來,且馬上就要輾過他們。幸運的是, 你可以拉一個拉杆,讓電車開到另一條軌道上。但是還有一個問題,那個瘋子在那另一條軌道上也綁了一個人。想想這個情況,你應該拉拉杆嗎?

意義:

電 車難題最早由哲學家Philippa Foot提出,是用來批判倫理哲學主要理論的,特別是對功利主義的批判。功利主義認為,大部分道德決策都是根據“為最多的人提供最大的利益”的原則做出 的。從一個功利主義者的觀點來看,明顯應去拉拉杆,只殺死一個人來拯救五個人。但是功利主義的批判者反駁說,一旦拉了拉杆,你就變得不道德——你要為另一 條軌道上那一個人的死負擔部分的責任。然而,其他人認為,這種狀況下要求你要有所作為,什麼都不做也是不道德。總之,不存在完全的道德行為,這也就是重點 所在。許多哲學家都用電車難題作為例子來表現現實生活中經常強迫一個人違背自己道德準則的狀況,並且有的時候根本沒有完全道德的做法。

 

 


 

 

9. 空地上的奶牛

認 知領域中一個重要的思想實驗就是“空地上的奶牛”。實驗是這樣的,一個農民擔心自己獲獎的奶牛走丟了。一個送奶工來到農場後,他讓農民不要擔心,因為他看 到那頭奶牛就在附近。雖然農民很願意相信送奶工,但他還是自己去看了下,他看到了熟悉的黑白相間條紋,為自己的奶牛在那裡感到很滿意。過了一會,送奶工到 那裡再次進行了確認。那頭奶牛確實在那裡,但它躲在了樹林裡,而且有一大張黑白相間的紙纏繞在了一棵樹上,顯然,農民把這張紙錯當成自己的奶牛了。問題於 是來了, 就算奶牛一直在那裡,但農民說自己知道那頭奶牛在那裡時是否正確?

意義:

空 地上的奶牛最初被Edmund Gettier用來批判主流對知識定義的JTB(justified true belief)理論,即當人們相信一件事時,它就成為了知識;這件事事實上是真的,且可以被充分驗證。實驗中,農民之所以相信奶牛在那裡,是送奶工證詞和 他自己所見黑白相間物所共同構成的結果。而之後送奶工的確認,這件事也碰巧是真實的。儘管如此,農民並非真正知道奶牛在那裡,因為他認為奶牛在那裡的結論 是建立在錯誤的前提上的。Gettier利用這個實驗和其他一些例子,說明了將知識定義為JTB的理論需要修正。

 

 


 

 

8. 定時炸彈

如果你關注近幾年的政治時事,或看過動作電影,那麼你對“定時炸彈”實驗肯定很熟悉。它要求你想像有一個炸彈或其他大規模殺傷性武器藏在你的城市中,並且倒計時馬上將歸零。城市裡有一個知情者,他知道炸彈的埋藏點。你會使用酷刑來讓他吐出情報嗎?

意義:

與 電車難題類似,定時炸彈實驗也是強迫一個人從兩個不道德行為中選擇其一的倫理問題。它一般用來反駁那些說在任何情況下都不能使用酷刑的言論。它也被用作在 極端形勢下法律可以被放在第二位元的情況,如美國嚴禁虐囚的法律。歸功於《24小時》之類的電視節目,還有一些政治辯論,定時炸彈已成為最常被提起的思想實 驗之一。今年早些時候,一份英國報紙提出了更為極端的看法。這份報紙說,如果這個恐怖分子對酷刑毫無反應,那麼當局者是否願意拷打他的妻子和兒女來逼他吐 出情報。

 

 


 

 

 

7.愛因斯坦的光線

很少有人知道愛因斯坦著名的狹義相對論是受到他16歲時一個思想實驗的啟發。在他的著作《自述注記》中,愛因斯坦回憶道他當時幻想在宇宙中追逐一道光線。 他說如果他能夠以光速在光線旁邊運動,那麼他應該能夠看到光線在空間內呈現為“不斷振盪但停滯著的電磁場”。對於愛因斯坦,這個思想實驗證明了對於他作為 一個富有想像力的觀察者,”在有相同定律和一個相對於地球靜止觀察者的情況下,任何事都有可能發生。”

意義:

事 實上,沒人真正知道這意味著什麼。科學家一直都在爭論一個如此簡單的思想實驗是如何幫助愛因斯坦完成到狹義相對論這個巨大飛躍的。在當時,這個實驗中的想 法與現在已被拋棄的“乙太”理論相違背。“乙太”理論即存在一個隱性的空間供光線穿越。他經過了好多年才證明了自己是正確,但從某種程度上這個實驗對於狹 義相對論是“有害的”,他自己這麼說,後者第一次讓他站上了理論物理學的頂點。

 

 


 

 

6. 忒修斯之船

史上最為古老的思想實驗之一便是被稱為忒修斯之船的悖論。這個實驗最早出自普魯塔克的記載。它描述了一艘可以在海上航行幾百年的船,這歸功於不斷的維修和 部件的替換。只要一塊木板腐爛了,它就會被替換掉,以此類推,直到所有的部件都不再是最初的那些。問題是,最終產生的這艘船還是原來的忒修斯之船,還是一 艘完全不同的新船?如果不是原來的船了,那麼從什麼時候開始它不再是原來的船了?哲學家Thomas Hobbes後來對此進行了更深刻的探討:如果有人用忒修斯之船上取下來的老部件來重新建造一艘新的船,那麼兩艘船中哪艘才是真正的忒修斯之船?

意義:

對 于哲學家來說,忒修斯之船被用來研究身份的本質,特別是討論一個物體是否僅僅就是其部件之和。一個更現代的例子是假設有一個樂隊,到某一階段樂隊成員中不 再有任何一個原始成員。這個問題還可以應用於其他如商業等領域。商業領域中,在不斷並購和更換股東後仍然保留企業原來的名字;對於人體,人體不斷地進行著 新陳代謝和自我修復。這個實驗的核心思想在於強迫人們去反問身份是否僅僅局限在實際物體和現象中這一普遍知識。

 

 


 

 

5. 伽利略的重力實驗

史 上最早的思想實驗之一,由物理和天文學家伽利略進行實驗。為了反駁亞里斯多德的自由落體速度取決於物體品質的理論,伽利略設計了一個簡單的思想實驗:根據 亞里斯多德的邏輯,如果一個較輕的物體和一個較重的物體綁在一起後從塔上扔下去,那麼教重的物體會下落的比較快,且兩個物體間的繩子會被拉緊。這時較輕的 物體會對較重的物體產生一個拽力,使得重物的下落速度變慢。但是,伽利略認為兩個物體綁在一起後的重量應比其中任意一個物體都大,那麼一起下落的速度應該 是最快的。於是他用這個矛盾證明了亞里斯多德理論是錯誤的。

意義:

關於伽利略有一個著名的故事:有一次他從比薩斜塔扔下兩個鐵球,想要證明較重的物體並不較輕的物體下落速度快。現實中這個故事可能只是作為一種傳奇,但這個思想實驗證明了一個關於重力很重要的理論:無論物體的品質,所有物體自由落體的速率都是一樣的。

 

 


 

 

4. 猴子和打字機

另一個在流行文化中獲得廣泛關注的思想實驗是“無限猴子定理”,也叫做“猴子和打字機”實驗。該定理認為,如果有無數多的猴子在無限久的時間裡,在無數多 的打字機上隨機打字,那麼在某個時間點,它們“幾乎必然”會打出莎士比亞的全部著作。猴子和打字機的設想在20世紀早期由法國數學家Emile Borel推廣,但其基本思想,即無數多的人員和無數多的時間能產生任何/所有東西的理論,可以追溯至亞里斯多德。

意義:

簡 單來說,“猴子和打字機”定理是用來描述無限本質最好的方法之一。人的大腦很難想像無限的空間和無限的時間,無限猴子定理可以幫助理解這些概念。猴子碰巧 能寫出《哈姆雷特》,聽上去是天方夜譚,但當一個人考慮到所有的可能性後,這個說法在數學上是可以被證明的。這個定理本身在現實生活中不可重現,但這並沒 有阻止一些人的嘗試:2003年,英國修讀科學的學生在一家英國動物園“試驗”了無限猴子定理,他們把一台電腦和一個鍵盤放進了靈長類園區。可惜的是,猴 子們沒有打出任何十四行詩。根據研究,它們只打出了5頁幾乎完全是字母“s”的紙。

 

 


 

 

3. 中文房間

“中文房間”最早由美國傑出哲學家John Searle于20世紀80年代初提出。這個實驗要求你想像一位只會說英語的人身處一個幾乎完全密閉的房間中,房間門上有一個小視窗。他有一台具有英漢翻 譯功能的電腦,房間裡還有足夠的紙、鉛筆和檔櫃。隨後寫著中文的紙片通過小視窗將被送入房間中。根據Searle的理論,房間中的人可以翻譯這些文字並 用中文寫上他的回復。雖然他完全不會中文,但Searle認為通過這個過程,房間裡的人可以讓任何房間外的人以為他會說流利的中文。

意義:

Searle 創造了“中文房間”思想實驗來反駁電腦和其他人工智慧都能夠真正思考的觀點。房間裡的人不會說中文;他無法用中文思考。但就因為他擁有某些工具,他甚至可 以讓以中文為母語的人以為他能說流利的中文。Searle還說,電腦就是這樣工作的。它們無法真正理解他們所給出的資訊,但它們可以運行一個程式、處理信 息、然後給出一個具有人工智慧的印象。

 

 


 

 

2. 薛定諤的貓

薛 定鍔的貓最早由物理學家薛定鍔提出,是量子力學領域中的一個悖論。內容是:一隻貓被封閉在一個盒子裡一個小時,和它一起的還有一些放射性元素和一瓶毒氣。 在一小時內,放射性元素的衰變幾率為50%。如果發生了衰變,那麼會觸發一個連接在蓋革計數器上的錘子,打碎瓶子,釋放毒氣,殺死貓。因為這件事是否發生 的概率相等,薛定鍔認為在盒子被打開前,盒子中的貓可以同時被認為是既死又活的。

意義:

簡 而言之,這個實驗的核心思想是因為事件發生時不存在觀察者,盒子裡的貓可能同時存在所有的狀態(實驗中既死又活)。這個觀念同一個古老的謎題相似,謎題內 容為,如果一棵樹倒在了樹木中,且沒有人聽到聲音,那麼它有沒有發出聲響?薛定鍔最早是在回復一篇討論量子態疊加本質的文章時提出這個實驗的。薛定鍔的貓 同時也說明了量子力學的理論是多麼奇怪。這個思想實驗因其複雜性而臭名昭著,同時也產生了各種各樣的解釋。其中最古怪的是“多重世界”假說,這個假說表示 有一隻既死又活的貓,那麼兩隻貓是存在於不同的宇宙間,且永遠不會有交集。

 

 


 

 

1. 缸中的大腦

沒有比所謂“缸中的大腦”更有影響力的思想實驗了,這個思想實驗涵蓋了從認知學到哲學到流行文化等各個領域。這個實驗要求你想像有一個瘋狂科學家把你的大 腦從你體內取出,放在一個裝有維持生命液體的缸中。大腦是連著電極,電極還連到一台能產生圖像和感官信號的電腦上。因為你獲取的所有關於世界的資訊都是經 由大腦過濾,這台電腦就有能力模擬你日常的體驗。如果這確實可能的話,你要如何來證明你周圍的世界是真實的,而不是由一台電腦所產生的模擬環境?

意義:

如 果你覺得這一切聽起來很像《駭客帝國》,你說對了。這部電影以及其他一些科幻小說和電影,都受到了這個實驗很大的影響。這個實驗的核心思想是讓人們質疑經 曆的本質,並思考作為一個人的真正意義是什麼。這個實驗的原型可以追溯至笛卡爾,由希拉蕊·普特南推廣。在笛卡爾的《第一哲學沉思錄》一書中,笛卡爾提出 了是否證明能他所有的感官體驗都是他自己的,而不是由某個“邪惡魔鬼”所產生的幻想。笛卡爾用他的經典名言“我思故我在”回答了這個問題。不幸的是,“缸 中的大腦”將問題複雜化了,因為連著電極的大腦仍然可以思考。這個實驗被哲學家廣泛討論,也有許多針對實驗前提的反駁,但仍沒有人能有力的回應其核心問 題:你到底怎麼才能知道什麼是真實?

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