Мысленный эксперимент как метод мышления: Мысленный эксперимент как объективный метод исследования

Мысленный эксперимент как объективный метод исследования

Реальный эксперимент обычно имеет ограниченную сферу применения. Иногда он не осуществим по экономическим соображениям или в связи с его сложностью. Часто материальный эксперимент не дает желаемого результата, поскольку его возможности ограничены уровнем развития знания и техники. Только мысленный эксперимент, в котором логическое мышление и творческое воображение исследователя сочетаются с экспериментальным и теоретическим материалом, позволяет оттолкнуться от реальной действительности и пойти дальше — понять и исследовать то, что раньше казалось неразрешимой загадкой. Во всех тех случаях, когда для познания наиболее глубоких сущностей нужен эксперимент при высокой степени абстракции от реальных условий, исследователь обращается именно к мысленному эксперименту.

Мысленные эксперименты не придумываются совершенно произвольно, а представляют собой мыслительные операции, удовлетворяющие определенным требованиям и принципам проверенной научной теории.

Как и в любом другом теоретическом построении, в мысленном эксперименте все операции должны подчиняться некоторым правила, вытекающим из знания объективных законов науки. Соблюдение этого условия служит гарантией высокой степени достоверности знаний, полученных в ходе исследования.

Мысленный эксперимент — это эксперимент в сфере сознания, в котором ведущая роль принадлежит мышлению. Этим определяется его субъективная сторона. Однако тот факт, что мысленный эксперимент реализуется целиком и полностью на уровне сознания, говорит о том, что его содержание объективно.

Оценивая мысленный эксперимент, нельзя к нему относиться как к готовому знанию; в этом случае он играет роль простой иллюстрации. Также нельзя сводить его содержание только к обдумыванию, планированию материального эксперимента (хотя он всегда предшествует материальному эксперименту). Мысленный эксперимент является скорее продолжением и обобщением, схематизацией последнего, нежели наоборот.

Ценность мысленного эксперимента, во-первых, состоит в том, что он позволяет исследовать ситуации, неосуществимые практически, хотя и возможные принципиально. Во-вторых, он позволяет в ряде случаев осуществлять познание и проверку истинности знаний, не прибегая к материальному экспериментированию. Однако, поскольку мысленный эксперимент является одновременно прямым и модельным, опосредованность связи субъекта с объектом исследования в конечном итоге требует практической проверки полученных результатов. Если в материальном эксперименте уже сам ход его служит подтверждением истинности «посылок», то этого нельзя сказать об эксперименте мысленном: свою окончательную оценку мысленный эксперимент может получить только в процессе проверки его результатов на практике.

Подводя итог, можно охарактеризовать мысленный эксперимент как эвристическую операцию следующими особенностями: 1) это познавательный процесс, принимающий структуру реального эксперимента; 2) вся цепь рассуждений ведется в нем на базе наглядных образов; 3) мысленное экспериментирование связано с процессом идеализации; 4) по своей логической структуре оно представляет собой гипотетико-дедуктивное построение; 5) механизм мысленного эксперимента не автоматизирован, а связан с процессом решения возникшей в ходе исследования задачей; 6) мысленное экспериментирование осуществляется на основе выработки программы, плана-схемы мыслительных действий по переработке исходной информации; 7) мысленный эксперимент сочетает в себе силу формального вывода с экспериментальной достоверностью.

Таким образом, мысленный эксперимент — форма мышления, объективно возникшая как результат активного воздействия человека на природу. Специфика этой формы состоит в том, что абстрактное и конкретное, рационально-понятийное и чувственно-наглядное составляют в ней диалектическое единство. Мысленный эксперимент есть эффективное средство получения новых знаний о мире.

 

---

См. также

Экспериментальная психология

 

---

   RSS     [email protected] 

Мысленный эксперимент, как исторический метод

Мысленный эксперимент, как исторический метод
Историческая наука, как способ создания образа прошлого может лишь попытаться понять на основе каких идей люди совершали свои действия. Господствующее в данную эпоху и в данном народе мировоззрение обеспечивает некоторую регулярность и предсказуемость действий в их историческом поведении, поэтому методом истории должен быть метод понимания идей, лежащих в основе исторических действий, но этот метод определенно не может быть математически формализован.

Из научных методов, в истории может быть использован мысленный эксперимент, основанный на использовании логики при манипулировании с идеальными моделями.
К мысленному эксперименту, как научной процедуре обычно относят такие идеальные манипуляции, которые производятся с моделью объективно существующего объекта. В исторической науке объективно существующих объектов нет, поэтому моделью обычно является факт (им может быть событие, явление или процесс), сконструированный историком на основе источников.

Ценность мысленного эксперимента в том и состоит, что он, будучи про¬явлением творческой активности мышления, позволяет исследо¬вать ситуации, хотя и неосуществимые практически, но возможные в реальном мире.
Объект исследования мысленно помещается в определенную ситуацию, устанавливаются его отношения с другими объектами, и в результате изменения этих отношений на основании логики, научных знаний, опыта и здравого смысла исследователя происходит изменение положения объекта, его качеств и свойств. Одним из преимуществ подобной процедуры считается то, что в ее процессе можно абстрагироваться от некоторых несущественных, с точки зрения исследователя взаимосвязей и отношений объекта, что порой невозможно сделать при реальных манипуляциях с объектом.
Мысленный эксперимент играет особую роль в построении картины исторического прошлого. Историк постоянно помещает различные свидетельства об изучаемом событии в сложившийся у него образ эпохи, тем самым пытаясь с одной стороны подтвердить их, если факт вписывается в сформировавшийся в сознании историка контекст; либо опровергнуть его, если этого не происходит.
Все, от конструирования, принятия и проверки исторического факта или исторической теории происходит в сознании историка и мысленный эксперимент, чаще всего производимый неосознанно, играет в этом процессе значительную роль. Более, того, это практические единственный, доступный историкам вид экспериментирования, хотя сами они в этом не любят не только признаваться, но и задумываться над этим.

 

Что такое «мысленный эксперимент», какие из них самые важные и почему?

Мысленные эксперименты используются во многих областях знания. В философии это излюбленный инструмент «кабинетных философов»: действительно, для проведения мысленного эксперимента не нужно даже выходить из дома. Как следует из названия, все совершается в уме. Не пытаясь дать словарное определение мысленного эксперимента, я предлагаю сравнить его с обычным экспериментом и кейсом и разобрать пару примеров.

Как и реальный эксперимент, мысленный эксперимент должен подтверждать или опровергать какую-то гипотезу, теорию или любое требующее проверки утверждение. Однако, в отличие от реальных, большинство мысленных экспериментов таковы, что реализовать их в действительности невозможно. Да это и не требуется, поскольку истинность заключения, основанного на мысленном эксперименте, следует только из условий самого эксперимента, а не на эмпирической проверке. Как и кейс, мысленный эксперимент представляет собой некоторую воображаемую ситуацию. В случае с кейсами, такая ситуация часто реально возможна, поэтому в кейсах учитывается множество второстепенных факторов. В мысленном эксперименте всегда представляется идеализированная ситуация без учета внешних влияний. К тому же, по поводу одного и того же кейса могут существовать противоположные точки зрения. Результат же мысленного эксперимента должен быть очевиден для любого.

Парадигмальным примером мысленного эксперимента является эксперимент Галилея. В нем проверяется положение аристотелевской физики «скорость падения тела зависит от его массы». Галилей рассуждал так: представим себе пушечное ядро и мушкетную пулю, падающие с одной высоты. Согласно проверяемому положению, ядро должно падать быстрее, чем пуля. Представим теперь, что ядро и пуля связаны. Поскольку пуля падает медленнее ядра, она должна замедлять его падение. Значит, пуля, связанная с ядром, будет падать медленнее одного ядра. Однако пуля и ядро вместе имеют большую массу, чем только ядро. Значит, они вместе будут падать быстрее ядра. Из проверяемого положения следует противоречие, следовательно, оно ложно.

Это рассуждение прекрасно демонстрирует ряд свойств мысленных экспериментов. Во-первых, для того, чтобы убедиться в истинности результата, не требуется проводить реальный эксперимент: результат следует из заданных нами условий. Во-вторых, мысленный эксперимент Галилея опровергает одно из положений аристотелевской физики, показывая, что оно противоречит здравому смыслу.

Философские мысленные эксперименты отличаются от мысленных экспериментов в других сферах тем, что их в подавляющем большинстве случаев в принципе невозможно реализовать. К тому же, положения, исследуемые в философских мысленных экспериментах, являются не положениями отдельных теорий, а нашими базовыми интуициями.

Очень важен для современной философии мысленный эксперимент Юма, направленный на прояснение нашего представления о причинности. Юм предлагает нам представить два бильярдных шара, один из которых ударяется о другой и приводит его в движение. Удар первого шара о второй является причиной движения. Однако мы могли бы себе представить, что после удара второй шар остался бы на месте или улетел вверх. Юм делает из этого вывод, что действие не следует логически из причины и заключает, что причинность – это не более чем вера в повторение событий, однотипных с прошедшими, в будущем. (Говоря современным философским языком, Юм показывает, что причинность логически не супервентна на физическом.)

Наиболее важные мысленные эксперименты, созданные в последние десятилетия, посвящены проблеме сознания, находящейся на острие философии и науки. Пожалуй, самый обсуждаемый из них – это мысленный эксперимент Чалмерса, нацеленный против физикализма – попытки объяснить сознание исключительно в естественно-научных терминах. Согласно физикализму, все, что существует в мире, имеет физическую природу. Значит, если мы представим себе мир физически идентичный нашему, в нем должно быть все, что есть в нашем мире. Однако, как указывает Чалмерс, мы можем представить себе мир, физически идентичный нашему, но населенный философскими зомби – нашими физическими копиями, лишенными сознания. Значит, в мире физически идентичном нашему может не быть чего-то, что есть в нашем мире, а именно сознания. Следовательно, сознание не может быть описано исключительно в естественно-научных терминах.

Откуда мысленные эксперименты черпают свою убедительность? Значительная часть экспериментов, как эксперимент Галилея, представляют собой иллюстрированное логическое рассуждение, опирающееся на определенные положения произвольной теории и приводящее к определенным выводам о ее истинности или ложности. Другие мысленные эксперименты, например Юма, исследуют наши базовые представления о мире. В этом случае убедительность рассуждений основана (позвольте воспользоваться старомодным и неопределенным термином) на человеческой природе.

Мысленный эксперимент и его значение в метафизической парадигме

Несколько месяцев назад Вивиана Якуси Полисена из Аргентины поделилась с нами своими мыслями о роли квантовой физики в метафизической системе природы. Сегодня мы публикуем продолжение ее квантово-философского исследования.

Мышление можно назвать проведением эксперимента, а каждый эксперимент является философской проблемой. Вот почему, если мы не экспериментируем умозрительно, мы не сможем в полной мере его анализировать. При проведении исследований не обязательно ограничиваться лабораторией и выполнять этот процесс автоматически, как нам предписывает стандартная парадигма. Она постепенно теряет свою эффективность вследствие отсутствия возможности создать гипотезу.

Выходом из этой ситуации является развитие с помощью нелинейной логики нового способа мышления, который сможет объединить различные идеи. Это описано Даниэлем Х. Пинком в книге «Новый мозг», где он разрабатывает «высокую концептуальность и глубокое проникновение». Иначе говоря, необходима совместная работа по созданию того, что еще не существует и что нужно создать. Это, без сомнения, подразумевает выход за рамки стандартной парадигмы.

Проведение мысленного эксперимента требует создание моделей, постановки вопросов, использование новых подходов, стратегий, методов и символов, что может привести нас к лучшему пониманию структурной сложности проблемы, поскольку это увеличит количество рассматриваемых составляющих и расширит понятия, а также устранит превосходство одной области над другой.

Таким образом, границы станут подвижными и более понятными, что позволит нам решать теоретические и практические задачи таким способом, который никогда не рассматривался ранее. Каждая проблема и каждая гипотеза переходят от одной модели к другой, свободной от координат, поэтому мысленные эксперименты улучшают понимание.

Мысленные эксперименты относятся одновременно к двум мирам: реальному и ирреальному, то есть к любой ситуации, которая может иметь место, и поэтому они раскрывают аспекты, которые для консервативной мысли являются недопустимыми. Ментальные эксперименты используют потенциал воображения. Их эпистемологическая привлекательность лежит в создании единой модели «реально существующего» и мысли. Метафизика, как современная наука, учит проводить мысленные эксперименты, подтверждающие определенную гипотезу. Этот эксперимент включает в себя гипотезу современной науки, то есть новой метафизики.

Я намерена построить мысленный эксперимент с гипотезами.

1.

Что могут сделать квантовые сущности, чтобы узнать о классическом уровне и понять его?

Ведь упомянутые сущности могут обнаружить, что на классическом уровне «предметы» или «объекты» не взаимодействуют, как это происходит в их собственной квантовой среде. Квантовые сущности образуют целое, взаимодействуют и объединяются. Их «здравый смысл» наилучшим образом подходит только для вероятностей.

2. Как квантовые сущности могут расширить границы понятия «здравый смысл» и таким образом понять классический уровень?

3. Как квантовые сущности будут развивать новую логику, расширять возможности познания и создавать другой язык, чтобы уметь понимать и представлять с помощью образов классического уровня, отличного от их собственной среды?

4. Как квантовые сущности смогут понять концепцию «объекта»?

Она является классической, а они не используют слова и классические понятия. Они должны будут изобрести новую модель и новый язык содержащий «слова», чтобы иметь возможность определить эти «объекты-предметы» и их «свойства».

5. Как они определяют время?

Определение времени, которое необходимо для понимания «бытия» на классическом уровне, вызовет у квантовых сущностей серьезные затруднения, возможно, потому, что они используют квантовые символы, чтобы «определить и описать» свою собственную среду. И, конечно же, квантовым сущностям будет чрезвычайно сложно понять логику закона исключенного третьего.

Поскольку квантовая среда была обнаружена, мы задаем себе следующие вопросы:

Можно ли определить частицы как объекты? Как можно определить объект без прямых свойств, используя классический язык? Как можно определить содержание этих объектов с помощью классических логики и языка?

У квантовых сущностей, открывающих для себя классический уровень, могут возникнуть следующие вопросы:

Как можно узнать и понять нечто, называемое «объектом» и обладающее видимыми свойствами, используя квантовые символы? Как сущность этих объектов может быть определена с помощью квантовых законов? Как определить «объекты», имеющие траекторию?

Им невозможно понять, как объекты могут находиться в том или ином месте. Им очень трудно понять этот новый уровень, потому что сначала им нужно преодолеть квантовые предрассудки. Для них все является квантовым, в том числе их «структура мышления» и их «здравый смысл».

6. Должны ли квантовые сущности создавать новую физику, чтобы понять классический уровень?

Новая физика должна иметь систему измерений, с помощью которой можно понять наблюдаемые «объекты» и «предметы». Эта новая физика будет иметь новые философские основы. Какой будет эта онтология? Будет ли эта онтология квантовой или классической?

7. С помощью какого эксперимента квантовые сущности смогут открыть классический уровень?

Возможно, этот эксперимент будет противоречить результатам опытов по исследованию излучения абсолютно черного тела.

8. Каким образом квантовые сущности смогут найти подходящий эксперимент и инструменты, чтобы показать, что на классическом уровне вещи ведут себя как частицы или как волны?

Их законы являются типично квантовыми, как и их «инструменты наблюдения».

9. Как квантовые сущности наблюдают за классическим уровнем с помощью своих инструментов?

Им нужно будет изобрести классическое устройство, позволяющее им наблюдать за уровнем, на котором не все «вещи» взаимодействуют с другими. Оно также должно дать возможность рассматривать каждый наблюдаемый «объект» отдельно от его среды, «видеть» «границу вещей». Квантовые сущности должны выйти за границы своей квантовой среды, чтобы узнать и понять классическую среду. Они должны понимать, что, когда они действуют как целое, некоторые из последствий этого процесса являются классическими, и поэтому действующие законы перестают быть вероятностными и становятся детерминированными.

10. Если квантовым сущностям удастся создать другую физику и использовать ее для разработки слов и понятий, а также изобрести классические устройства для наблюдения и понимания классического уровня … будет ли этого достаточно?

Получат ли они окончательную теорию для описания и представления космоса? Возможно, с этой новой физикой они могли бы достичь «осознания» коллективной деятельности, совместных действий.

11. Если у каждого из них есть «сознание» всех сущностей в их квантовой среде, они должны знать и последствия коллективных действий, например, планеты, моря или облака.

12. Если они не «осознают» коллективные действия, как они группируются, чтобы сформировать видимую материю на классическом уровне?

Имеют ли они в своей квантовой среде «осознание» того, что классические эффекты могут возникать, если они действуют вместе?

13. Как квантовые сущности смогут понять, что их вероятностные законы поддерживают мир детерминированных законов?

Квантовая теория появилась потому, что кривые, полученные в эксперименте по изучению излучения черного тела, нуждались в объяснении, и поэтому было предложено квантовое рассмотрение света. То есть, наша физика столкнулась с проблемой, которая не могла и не может быть решена понятиями, относящимися к классической науке. Это означает, что для того, чтобы квантовые сущности обнаружили существование уровня с иными законами, они должны столкнуться с проблемой, которая не может быть решена с помощью их собственных квантовых законов.

14. Какая проблема может возникнуть в квантовых законах квантовых сущностей, которую нельзя решить с помощью их собственных законов?

15. Они также сталкиваются с проблемами экспериментальных исследований?

16. Может ли информация, предоставляемая квантовыми объектами, использоваться только в отношении прошлого или для них возможна ретрокаузальность?

Может ли квантовая сущность повлиять на существование квантовой сущности из прошлого? Возможно ли, что эффект может произойти до причины (и, следовательно, будущее может повлиять на прошлое)? Возможно ли путешествие во времени вообще и реально ли это для квантовых сущностей?

17. Каково значение времени для квантовых сущностей?

Они относятся к среде, где нет траектории, и поэтому нет ни скорости, ни действий на расстоянии, но есть только мгновенность, потому что имплексия имеет большое значение в их мире.

18. Задача людей состоит в том, чтобы овладеть новой формой рациональности, которая расширит наше осознание того, кто мы есть.

Иначе говоря, каждый из нас несет ответственность за коллективные действия и общий разум, поскольку мы взаимодействуем с тем, что делает нас людьми.

19. Какова задача квантовых сущностей?

Является ли задачей квантовых сущностей давать информацию людям, чтобы они понимали, что они – это только космос, выражающий себя человеком?

Автор: Вивиана Якузи Полисена

Переводчик: Олег Басов

 

Опубликовано: 3.2.2018

Мысленный эксперимент — Sapere aude! — LiveJournal

Начало
Что же такое философия?
В чём смысл философии?
Любовь к мудрости
Что такое истинное знание?
Три вида знания
Мир вокруг нас
Носки Локка
Беркли, Гилас и Филонус
Беркли, Гилас, Филонус и Эйнштейн
Фалес пачкает руки
Время
Пространство
Исследуем пространство силой воображения
Дарвинизм и философия
Наведение порядока в беспорядочном мире
Свободная воля и детерминизм
Открытие логики: философия и математика
Законы мышления
В поисках чистого знания вместе с Платоном
Поиск сущностей
Понимание таинственных форм
Правила и исключения
Сомнение в неизвестном
Секреты философского мышления
Спор с Сократом

Другой способ эффективного использования вопросов — это мысленный эксперимент. Один из наиболее важных в истории науки мысленных экспериментов провёл Галилео Галилей. В нём он только при помощи слов и идей демонстрирует основы принципа относительности — все движения относительны.

В 1632-м году Галилей выпустил свой знаменитый «Диалог о двух системах мира», где помимо всего прочего объясняет, почему мы не замечаем вращения Земли. В том далёком году мысль о том, что мы живём на огромном камне, несущемся с огромной скоростью в космосе, было трудно принять.

Для объяснения этого Галилей предложил мысленный эксперимент с кораблём. Представьте себе, что вы находитесь в закрытой каюте корабля. Никакие механические опыты не позволят вам определить, стоит ли корабль на месте, или же движется равномерно. Что бы это узнать, вам нужно выглянуть в иллюминатор. Движение Земли вы тоже можете обнаружить, только наблюдая за звёздным небом. (Вы, правда, можете считать, что Земля неподвижна, а движутся звёзды, планеты и Солнце.)

Этот мысленный эксперимент воскрешался в последствии в различных похожих формах другими физиками, чтобы проиллюстрировать свои догадки о природе Вселенной. В 1907-м году Эйнштейн предложил мысленный эксперимент уже с космическим кораблём, который движется с постоянным ускорением. Никакие эксперименты на борту корабля не смогут определить, находится ли корабль в поле силы тяжести, или же движется равноускоренно. Из этого мысленного эксперимента Эйнштейн развил общую теорию относительности.

8 мысленных экспериментов, которые заставят вас задуматься

Загадка слепого

Этот мысленный эксперимент родился в споре между философами Джоном Локком и Уильямом Молинье.

Представьте слепого с рождения человека, который знает, чем на ощупь отличается шар от куба. Если он внезапно прозреет, сможет ли он визуально отличить эти предметы? Не сможет. До тех пор, пока тактильное восприятие не будет связано с визуальным, он не будет знать, где находится шар, а где — куб.

Эксперимент показывает, что до определённого момента у нас нет никаких знаний о мире, даже тех, которые кажутся нам «естественными» и врождёнными.

Теорема о бесконечных обезьянах

deviantart. net

Мы считаем, что Шекспир, Толстой, Моцарт — гении, ибо их творения уникальны и совершенны. А если бы вам сказали, что их произведения не могли не появиться?

Теория вероятности утверждает, что всё, что может произойти, обязательно произойдёт в бесконечности. Если бесконечное количество обезьян посадить за печатные машинки и дать им бесконечное количество времени, то когда-нибудь одна из них обязательно слово в слово повторит какую-нибудь пьесу Шекспира.

Всё, что может случиться, должно случиться — какое тут место личному таланту и достижениям?

Столкновение шаров

Мы знаем, что утро сменится ночью, что стекло разбивается при сильном ударе, а падающее с дерева яблоко полетит вниз. Но что порождает в нас эту убеждённость? Реальные связи между вещами или наша вера в эту реальность?

Философ Дэвид Юм показал, что наша убеждённость в причинно-следственных связях между вещами не более чем вера, которая порождена нашим предыдущим опытом.

Мы убеждены, что вечер сменит день, только потому, что всегда до этого момента вечер сменял день. Абсолютной уверенности у нас быть не может.

Представим два бильярдных шара. Один бьётся о другой, и мы считаем, что первый шар является причиной движения второго. Однако мы можем представить, что второй шар останется на месте после столкновения с первым. Нам ничто не запрещает сделать это. Значит, из самого движения первого шара логически не вытекает движение второго и причинно-следственная связь основана исключительно на нашем предыдущем опыте (ранее мы множество раз сталкивали шары и видели результат).

Донорская лотерея

Философ Джон Харрис предложил вообразить мир, отличающийся от нашего двумя вещами. Во-первых, в нём считается, что позволить человеку умереть — то же самое, что и убить его. Во-вторых, операции по пересадке органов в нём всегда выполняются удачно. Что из этого следует? В таком обществе донорство станет этической нормой, ведь один донор может спасти множество людей. Тогда в нём проводится лотерея, которая в случайном порядке определяет человека, который должен будет пожертвовать собой, чтобы не дать умереть нескольким больным.

Одна смерть вместо многих — с точки зрения логики это оправданная жертва. Однако в нашем мире это звучит кощунственно. Эксперимент помогает понять, что наша этика построена не на рациональном базисе.

Философский зомби

Философ Дэвид Чалмерс в 1996 году в одном из своих докладов озадачил мир понятием «философского зомби». Это воображаемое существо, которое во всём идентично человеку. Оно встаёт по утрам под звук будильника, идёт на работу, улыбается знакомым. Его желудок, сердце, мозг работают так же, как у человека. Но при этом у него нет одного компонента — внутренних переживаний происходящего. Упав и повредив колено, зомби закричит как человек, но боли он не почувствует. В нём нет сознания. Зомби действует как компьютер.

Если человеческое сознание — результат биохимических реакций в мозге, то чем в таком случае человек будет отличаться от такого зомби? Если зомби и человек на физическом уровне ничем не отличаются, что же тогда такое сознание? Иначе говоря, есть ли в человеке что-то такое, что не обусловлено материальными взаимодействиями?

Мозг в колбе

Этот эксперимент предложил философ Хилари Патнэм.

wikimedia.org

Наше восприятие устроено следующим образом: органы чувств воспринимают данные извне и преобразуют их в электрический сигнал, который отправляется в мозг и расшифровывается им. Представим следующую ситуацию: мы берём мозг, размещаем его в специальном поддерживающем жизнедеятельность растворе, а электрические сигналы посылаем посредством электродов точно таким же образом, как это делали бы органы чувств.

Что бы переживал такой мозг? То же самое, что и мозг в черепной коробке: ему бы казалось, что он человек, он «видел» и «слышал» бы что-то, размышлял бы о чём-то.

Эксперимент показывает, что у нас нет достаточных оснований утверждать, что наш опыт — окончательная реальность.

Вполне возможно, что все мы находимся в колбе, а вокруг нас нечто вроде виртуального пространства.

Китайская комната

Чем отличается компьютер от человека? Можно ли представить будущее, в котором машины заменят людей во всех сферах деятельности? Мысленный эксперимент философа Джона Сёрля даёт понять, что нет.

Представьте человека, запертого в комнате. Он не знает китайского языка. В комнате есть щель, через которую человек получает вопросы, записанные на китайском. Он не может ответить на них сам, он даже прочитать их не может. Однако в комнате имеются инструкции по преобразованию одних иероглифов в другие. То есть там говорится, что если вы видите на бумаге такое-то сочетание иероглифов, то вам следует ответить таким-то иероглифом.

Таким образом, благодаря инструкциям по преобразованию иероглифов человек сможет отвечать на вопросы на китайском языке, не понимая ни смысла вопросов, ни своих собственных ответов. Это и есть принцип работы искусственного интеллекта.

Занавес неведения

Философ Джон Ролз предложил вообразить группу людей, которым предстоит создать некое общество: законы, государственные структуры, социальный порядок. Эти люди не имеют ни гражданства, ни пола, ни какого-либо опыта — то есть, проектируя общество, они не могут исходить из собственных интересов. Они не знают, какая роль выпадет каждому в новом социуме. Какое общество они построят в результате, из каких теоретических предпосылок будут исходить?

Вряд ли им оказалось бы хоть одно из существующих сегодня обществ. Эксперимент показывает, что все социальные организации на практике так или иначе действуют в интересах определённых групп людей.

Мысленный эксперимент по теме «Архимедова сила»

Спецификой физического научного знания является широчайшее применение в нём различных формально-математических средств наглядного представления объектов и явлений. Не требует доказательства, что эти средства помогают оттачивать строгость мышления, однако, объективно то, что привычка мыслить только категориями математики может приводить к нежелательным последствиям, к ошибочному пониманию сущности тех закономерностей и явлений природы, которые формально выражаются математическими средствами. Без понимания сущности физического познания привычка мыслить категориями математических средств познания непременно будет приводить к формальному толкованию отношений связи и взаимозависимости физических объектов и явлений, а также величин описывающих их, законов и закономерностей. Непонимание того, что математика есть наука лишь о формах, отвлечённая от содержания, а также того, что она используется в физике для выражения математическими средствами сущностных взаимосвязей, всегда отрицательным образом сказывалась в процессе физического познания, приводило к многочисленным ошибкам, курьёзам и несуразностям.

“Физическое понимание – это нечто неточное, неопределённое и абсолютно не математическое, но для физика оно совершенно необходимо” (П. Дирак)

Этим и обусловлена актуальность проблемы разработки сущностного подхода в процессе школьного обучения, ориентированного на использование комплекса методов и приёмов обучения, а также конкретных форм учебной работы, предполагающих формирование у учащихся мыслительных умений, связанных, прежде всего с выявлением внутренних, сущностных связей и отношений взаимозависимости и взаимообусловленности изучаемых объектов, процессов и явлений, определением комплекса факторов, обуславливающих тот или иной характер их протекания. Эти мыслительные умения составляют суть теоретического мышления. И особую роль в нем играет мысленное экспериментирование.

Специфичность методики мысленного экспериментирования заключается в чередовании фаз индивидуальных проб (попыток) интеллектуальных действий с фазами группового обсуждения результатов и методов достижения этих результатов.

Наиболее плодотворно способствуют активизации мыслительной деятельности, методы групповой дискуссии (мозговой штурм, синектика, проблемно – деловые игры).

Данные методы предполагают разделение во времени и по исполнении этапов генерации идей и их критики. Именно, когда критика не допускается, каждая идея так же хороша как любая другая и чем больше идей, тем лучше.

Необходимо создать все условия для свободного высказывания идей, и идей предельно разнообразных. При окончательном разборе, который состоится позднее, многие идеи окажутся бесполезными, однако сам процесс должен происходить таким образом, чтобы поток идей был бурным, и они следовали друг за другом. Оценка идей откладывается до тех пор, пока они не высказаны и не сформулированы учащимися.

На этапе индивидуального мозгового штурма ученик берёт на себя роль “генератора” или “критика” поочерёдно. Однако групповое обсуждение гораздо эффективней стимулирует выработку новых идей.

На последнем этапе осуществляется осмысление (рефлексия) совместной деятельности учителя и ученика, тех “подвохов” (неявных проблемных ситуаций) которые содержала данная задача в своем первоначальном виде и конструирование обобщенного способа мысленного экспериментирования. В дальнейшем, при анализе решения конкретных проблем, необходимо неоднократно возвращаться к показу тех интерпретаций, которые претерпевает данная исследовательская деятельность учащихся в соответствии с условием задачи. Расширение границ применяемости типовых методов мысленного экспериментирования, не должно приводить к искажению существенных свойств и отношений той физической модели, с которой проводятся эксперименты. Обратимся к реальной практике, разъясняющей выше сказанные положения, на примере решения задач по теме “Архимедова сила” в 7 классе.

Ознакомиться с методами мысленного экспериментирования целесообразно в ходе решения проблемных ситуаций, формулировка которых не позволяет воспользоваться “палочкой-выручалочкой” — подходящей к данному случаю формулой, чтобы изначально исключить данный путь анализа предлагаемой задачи.

Пример: “Произойдёт ли потопление материков, если в результате глобального потепления все льды, плавающие в Мировом океане, растают?” При поверхностном взгляде на условие задачи, первое ощущение, которое испытывает решающий – полное отсутствие необходимых для решения задачи данных и слишком большая неопределённость в формулировке задачи: “Сколько льда плавало? В каких широтах? На сколько высоко поднялась температура нижнего слоя атмосферы?”. Эти и им подобные вопросы встают перед учеником и не находят ответа. Чем больше неопределенность, тем больше свободы для мысленных экспериментов. Рассмотрим два метода решения данной задачи. Один из них общеизвестный и его авторство приписывают великому Л. Ландау, а второй авторский (во всяком случае, описание решения данной задачи в других источниках подобным методом автору неизвестно).

1) Поставим мысленно сосуд с водой, в котором плавает кусок льда на весы. Пусть стенки сосуда будут достаточно прочными, невесомыми и плотно прилегают к поверхности чащи, а дно сосуда отсутствует, т.е. вода непосредственно опирается на чащу весов. А чаше все равно, что там наверху происходит, плавает кусок льда или уже давно растаял, так как давление воды на нее не изменится, потому что при таянии льда вес находящегося в сосуде останется прежним. Значит, не меняется и уровень воды в сосуде, так как давление пропорционально высоте столба воды.

2) Вообразим жидкость, способную мгновенно затвердевать, не изменяя своего объёма. В сосуде, наполненном этой жидкостью, мысленно отграничим некоторый объём. Далее представим, что вся жидкость в этом объёме затвердела. Поскольку это произошло без изменения объёма, жидкость, окружающая вновь образовавшееся твердое тело, не “узнала” о случившемся. Поэтому образовавшееся твёрдое тело, имеющее ту же плотность, что и жидкость будет неподвижно “висеть” в этой жидкости.

Подобный объём, мы можем выделить в жидкости в любой её части, в том числе, если одна из граней выделенного объема будет совпадать с поверхностью жидкости. Не изменяя формы и объёма погружённой части выделенного затвердевшего объёма, начнём уменьшать его плотность до величины плотности льда. Это приведёт к увеличению объёма данного тела, но что бы жидкость окружающая его и дальше была в неведении о происходящем – это увеличение объёма произведём за счёт увеличения объёма части выступающей над жидкостью. Вес всего отвердевшего тела , объём и форма погружённой в жидкость части тела не изменилась — ничего не изменится и в поведении остальной жидкости. При мгновенном “расплавлении” образованного твёрдого тела, то есть при возвращении твёрдого тела в первоначальное жидкое состояние, ничего не должно измениться. Следовательно, не изменится и уровень жидкости в данном сосуде, каким бы большим (сравнимым с Мировым океаном) или малым он не был.

Следующим, в соответствии с логикой разворачивания методики обучения методам мысленного экспериментирования, является следующий шаг: “В сосуде с водой плавает кусок льда с вмёрзшим в него стальным шариком. Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лёд растает?”

1)Как и при решении предыдущей задачи, применим сначала метод весов. После построения идеальных объектов – чувствительных весов и прочного невесомого плотно прилегающего к поверхности чаши весов сосуда без дна наполненного водой и помещения в него куска льда с вмёрзшим в него стальным шариком, начнем мысленное наблюдение за плавлением льда . Когда лёд растает, сила давления в целом на дно сосуда не изменится , так как вес содержимого в сосуде останется прежним .Но теперь это давление создается давлением шарика и воды. Следовательно, давление воды на дно станет меньше, поэтому уровень воды понизится, т.к. плотность воды осталась неизменной. (Изменения температуры воды в идеальных условиях плавления льда не происходит).

2) Возьмём наполненный водой сосуд и мысленно разделим его на 2 части по вертикальной линии. Выделим в одном сосуде объём воды равновесомый с куском льда, а в другом сосуде объём воды равновесомый со стальным шариком, причем, так что бы одна из граней выделенных объемов воды совпадала с поверхностью воды. Мысленно отграничим данные объёмы и представим, что вся жидкость в этих объемах мгновенно затвердела без изменения своего объёма.

Производя в первом сосуде с выделенным объёмом воды те же мысленные манипуляции, что и в предыдущей задаче, мы докажем, что уровень воды при таянии льда в этом сосуде останется неизменным. Иначе поступим с объёмом воды, застывшим в другом сосуде и равновесомым со стальным шариком. Начнём увеличивать плотность выделенного объёма воды, до того момента пока его плотность не сравняется с плотностью стали. А для этого необходимо уменьшить объём затвердевшей воды, но таким образом, чтобы остальная часть воды не (затвердевшая) “ни сном, ни духом” не узнала о происходящих изменениях с выделенным объёмом воды. Это возможно, если объём погружённой части во всё время процесса не будет изменяться. Из рисунка видно, что объём вытесненной воды значительно больше объёма плавающего тела, плотность которого равна плотности стали, а объём равен объёму шарика. И поэтому, если данное тело утонет, уровень воды во втором сосуде понизится, так как в этом случае оно будет вытеснять объём воды равный собственному объёму, который гораздо меньше объёма воды, из которого мы “сотворили” данное тело, плотность которого равна плотности стали. Соединив 1 и 2 части и убрав перегородку, которую мы мысленно возвели в самом начале, получим, что уровень жидкости в нём окажется ниже исходного.

Предпочтение тому или иному методу экспериментирования сугубо индивидуальное и не связано часто с самой сущностью метода. Каждый метод обладает той или иной степенью общности, но в любом случае он должен быть нагляден и прост. При обучении методам мысленного экспериментирования, с целью формирования умения оперирования мысленными образами, необходимо каждый мысленный шаг сопровождать рисунком (схемой, графиком) и полным обстоятельным рассказом не только о сути данных мысленных действий, но и о физическом смысле тех идеальных объектов, которые мы строим в идеальном пространстве, существующем в наших представлениях.

Организация групповых дискуссий является хорошим стимулом для проведения более качественных мысленных экспериментов и, в то же время, хорошей экспертизой, ибо обнаружение в учащихся непонимания продемонстрированного доказательства, является главным критерием проверки ясности и чёткости мышления докладчика. Различные виды дискуссии (между докладчиками и группами, между группами, между учителем и докладчиком) помогают выявить уровень понимания учащимися обсуждаемых проблем и производить своевременную корректировку хода обсуждения, если в этом возникла необходимость.

Для дальнейшего освоения методов мысленного экспериментирования можно предложить следующие задачи по теме “Архимедова сила”:

А). Ко дну сосуда с водой приморожен шарик изо льда. Как изменится уровень в сосуде, когда лёд растает?

Б). В сосуде с водой плавает кусок льда, в котором находится пузырёк воздуха. Изменится ли уровень вода в сосуде, когда лёд растает?

В). Что произойдёт с уровнем воды в бассейне, если из лодки, плавающей в нём, выбросить тяжёлый камень, привязанный к лодке?

Г). Что произойдёт с уровнем воды в бассейне, если лодка получит пробоину и начнёт погружаться? Если уровень воды в бассейне при этом изменится, то в какой момент начнётся изменение?

Д). Сколько воды нужно для того, чтобы в ней смог плавать океанский лайнер? Ведра воды хватит? Стакана? А ложки воды?!

Е). К короткому отрезку стеариновой свечи прикреплён снизу небольшой груз так, чтобы свеча плавала в воде вертикально. После этого свечу зажгли. Как быстро погаснет свеча.

.Исторически мысленные построения, мысленные эксперименты, как правило, предшествовали формализму и были одним из основных средств теоретического рассмотрения обнаруживаемых в природе закономерностей. И в процессе обучения мысленные эксперименты должны предшествовать оперированию формулами. Поэтому наиболее целесообразно начать обучение мысленному экспериментированию на первом этапе обучения физике. Причины этого очевидны:

1). Над учеником, как субъектом познания не довлеет формальное – ученик не “испорчен” формальным подходом к изучению реальности;

2). Осуществляется осмысленный и естественный переход от преимущественно эмпирических методов познания к теоретическим;.

3). Заполняется вакуум в серьёзной продуктивной мыследеятельности учащихся образовавшийся в результате расширения 1 этапа обучения с 2 (7 – 8кл.) до 3 лет (7 – 9кл.).

Чтобы определить место мысленного эксперимента в учебном процессе необходимо ответить на следующие вопросы:

1). “При изучении, каких разделов курса физики возможно включение в учебную практику методов мысленного экспериментирования?”

Главный критерий истинности любых положений и нововведений – практика, а она показывает, что мысленные эксперименты эффективны и органичны при изучении любого раздела учебного курса физики, не исключая самый начальный этап. Естественно, что сложность мысленных экспериментов, которая выражается в числе мысленных шагов для достижения результата, должна зависеть, но не определяться уровнем мышления обучаемых и степенью овладения навыками мысленного экспериментирования.

2). “На каком этапе изучения данного раздела учебного курса целесообразно постановка мысленного эксперимента?”

Из определения мысленного эксперимента как некоего целенаправленного воздействия на идеальный объект в идеальном пространстве следует, что мысленный эксперимент возможен, если эти идеальные объекты, такие как “электрический заряд”, “атом”, “несжимаемая и неразрывная жидкость”, “кристаллическая решётка” и другие построены. И не в предположении, а в сознании учащихся действительно произошли качественные сдвиги и бытовые представления уступили место научным или хотя бы сосуществуют. Если этого не произошло, то организация педагогом постановки мысленных экспериментов учащимися будет встречать определённые трудности. Поэтому обучение методам мысленного эксперимента наиболее целесообразно на заключительных этапах изучения того или иного раздела курса физики. Постановка же учителем мысленного эксперимента с целью доказательства тех или иных выводимых положений возможна на любом этапе.

3). “Насколько частое включение мысленных экспериментов допустимо в учебный процесс?”

Мысленный эксперимент не является адекватной заменой демонстрационному эксперименту и никогда ей не будет. Мысленный эксперимент необходим, когда невозможен по тем или иным причинам реальный или когда объектом исследования является идеальный объект (модель), что само собой подразумевает соответствующие способы воздействия на такой объект. В любом случае при наличии возможности проверки полученных результатов мысленных экспериментов с моделью физического объекта или явления необходима их проверка в новых экспериментах, но уже реальных. Другое дело, если обучение метода мысленного эксперимента является одной из целей преподавания, но и в этом случае, это не должно осуществляться в ущерб другим, не менее важным, целям и задачам преподавания физики.

4). “Какие ожидаются позитивные качественные изменения в мышлении учащихся? Как их отслеживать?”

Включение в учебную практику методов мысленного экспериментирования позволит:

А). Сформировать более глубокое понимание того, что объектом изучения физики является не реальные тела и явления природы, а их модели. А любая модель всегда беднее реального объекта или явления, существенные свойства которого она отражает.

Б). Увеличить предсказательную силу высказываний учащихся относительно протекания тех или иных процессов, что благотворно скажется на втором этапе обучения физике при формулировании математических моделей изучаемых явлений.

В). Развить умение вычленять существенное из всего многообразия проявлений исследуемого, необходимое от случайного в опыте, достоверное от мнимого в мышлении.

Г). Обучить простраиванию логических цепочек доказательств, главные качества которых: ясность, наглядность, непротиворечивость.

Отслеживать и корректировать качество овладения методами мысленного экспериментирования целесообразнее и проще в ходе специально организованной дискуссии, предметом обсуждения которой являются мысленные эксперименты, произведённые учащимися на уроке закрепления и обобщения изученных знаний, а также на факультативных занятиях по физике. Не исключается также включение заданий предполагающих постановку мысленных экспериментов и в контрольную работу, но в качестве дополнительных и выполняемых по желанию. Причина тривиальна – из-за постоянной нехватки учебного времени основная масса мысленных экспериментов может быть осуществлена в рамках факультатива, а его посещение, как известно, дело сугубо добровольное.

В заключении необходимо указать на одну из важнейших сторон процесса познания: эмпирические методы позволяют познать внешние проявления объектов и явлений; проникнуть в их сущность или, по крайней мере, приблизится к её пониманию, мы можем, применяя теоретические методы исследования этих же объектов или явлений. И особое место среди них занимают методы мысленного экспериментирования.

Литература

1). Бутиков Е.И., Бычков А.А., Кондратьев А.С. Физика в примерах и задачах М.: Наука. 1989. 464 с.

2). Билимович Б.Ф. Физические викторины в средней школе. М.: Просвещение. 1977. 159 с

3). Кондратьев А.С., Прияткин Н.А. Качественные методы при изучении физики в школе и вузе. СПб.: Издательство С.-Петербургского университета. 2000. 96 с.

4). Коржуев А.В., Самойленко П.И. Категория “сущность” в научном познании - междисциплинарный контекст: физика, математика, биофизика. М.: Янус-К, 2000. 144 с.

5). Ланге В.Н. Физические парадоксы, софизмы. М.: Просвещение. 1967. 168 с.

6). Лукашик В.И. Физическая олимпиада в 6-7 классах средней школы. М.: Просвещение. 1987. 192 с.

7). Зайков И.А. Физика: приглашение в лабораторию мысли. Н.: Издательство Новосибирского университета. 1997. 148 с.

Как Эйнштейн решал сложные задачи

Мысленные эксперименты — это классический инструмент, используемый многими великими мыслителями, который позволяет нам исследовать зачастую невозможные ситуации и предсказывать их последствия и результаты. Освоение мысленных экспериментов может помочь вам напрячь свой ум, отвечая на сложные вопросы.

***

Выпущены тома первый и второй «Великие ментальные модели».
Узнайте больше о проекте здесь.

Эксперимент с основами мысли

Представьте себе небольшой городок с трудолюбивым парикмахером.Парикмахер бреет всех в городе, кто не бреется. Он не бреет тех, кто сам себя бреет. Итак, кто бреет парикмахера?

«Невозможный цирюльник» — это классический пример мысленного эксперимента — средство исследования концепции, гипотезы или идеи с помощью обширных размышлений. Когда найти эмпирические доказательства невозможно, мы обращаемся к мысленным экспериментам, чтобы избавиться от сложных концепций.

В случае с невозможным парикмахером постановка эксперимента по выяснению того, кто его бреет, неосуществима или даже нежелательна.В конце концов, парикмахера существовать не может. Мысленные эксперименты обычно носят риторический характер. Никакого конкретного ответа найти нельзя и не нужно.

Цель состоит в том, чтобы стимулировать размышления, логическое мышление и изменить парадигмы. Мысленные эксперименты выталкивают нас из зоны комфорта, заставляя отвечать на вопросы, на которые мы не можем легко ответить. Они показывают, что мы не знаем всего, а некоторые вещи невозможно узнать.

«Все истинно мудрые мысли были продуманы уже тысячи раз; но чтобы сделать их действительно нашими, мы должны честно обдумать их заново, пока они не пустят корни в нашем личном опыте.”

— Иоганн Вольфганг фон Гете

В статье, озаглавленной «Мысленное экспериментирование досократической философии», Николас Решер пишет:

Homo sapiens — это земноводное, которое может жить и функционировать в двух очень разных сферах — в области реальных фактов, которые мы можем исследовать путем наблюдательного исследования, и в области воображаемой проекции, которую мы можем исследовать мысленно через рассуждение . .. Мысленный эксперимент — это попытка извлечь инструкции из процесса гипотетических рассуждений, которые основываются на выявлении последствий гипотезы, которая, несмотря на все, что действительно известно об обратном, может быть ложной.Он состоит в рассуждении на основе предположения, которое не принимается как истинное — возможно, даже заведомо ложное, но предполагается временно в интересах высказать точку зрения или сделать вывод.

Как мы знаем из повествовательной ошибки, сложная информация лучше всего усваивается в форме повествований и аналогий. Многие мысленные эксперименты используют этот факт, чтобы сделать их более доступными. Даже те, кто не разбирается в конкретной области, могут прийти к пониманию посредством мысленных экспериментов.Цель состоит в том, чтобы сжать первые принципы в форму, которую можно будет понять посредством анализа и размышлений. Некоторые включают эмпирические данные, рассматривая их с альтернативной точки зрения.

Преимущество мысленных экспериментов (в отличие от бесцельных размышлений) заключается в их структуре. Организованно мысленные эксперименты позволяют нам бросать вызов интеллектуальным нормам, выходить за рамки укоренившихся фактов, постигать историю, принимать логические решения, поощрять новаторские идеи и расширять круг наших интересов.

Несмотря на то, что мысленные эксперименты маловероятны или непрактичны, теоретически они возможны.

История мысленных экспериментов

Мысленные эксперименты имеют богатую и сложную историю, восходящую к древним грекам и римлянам. В качестве ментальной модели они обогатили многие из наших величайших интеллектуальных достижений, от философии до квантовой механики.

Ранним примером мысленного эксперимента является рассказ Зенона об Ахилле и черепахе , датируемый примерно 430 годом до нашей эры.Мыслительные эксперименты Зенона были направлены на вывод первых принципов путем устранения неверных концепций.

В одном случае греческий философ использовал его, чтобы «доказать», что движение является иллюзией. Известный как парадокс дихотомии, он вовлекает Ахилла в гонку на черепахе. Из щедрости Ахиллес дает черепахе фору на 100 метров. Как только Ахиллес начинает бежать, он быстро догоняет его. Однако к этому моменту черепаха переместилась еще на 10 метров. К тому времени, как он снова догонит, черепаха продвинется дальше.Зенон утверждал, что Ахиллес никогда не выиграет гонку, поскольку расстояние между парами будет постоянно увеличиваться.

В 17 веке Галилео развил эту концепцию, используя мысленные эксперименты для подтверждения своих теорий. Одним из примеров является его мысленный эксперимент с двумя шарами (один тяжелый, один легкий), которые падают с Пизанской башни. Предыдущие философы предполагали, что тяжелый мяч приземлится первым. Галилей утверждал, что это неправда, поскольку масса не влияет на ускорение.Мы рассмотрим мысленные эксперименты Галилея более подробно позже в этом посте.

В 1814 году, Пьер Лаплас исследовал детерминизм с помощью «демона Лапласа». Это теоретический «демон», который остро осознает местонахождение и движение каждой отдельной существующей частицы. Будет ли демон Лапласа знать будущее? Если ответ положительный, Вселенная должна быть линейной и детерминированной. Если нет, вселенная нелинейна и существует свобода воли.

В 1897 году немецкий термин «Gedankenexperiment» перешел на английский язык, и начала формироваться связная картина того, как мысленные эксперименты используются во всем мире.

Альберт Эйнштейн использовал мысленные эксперименты для некоторых из своих самых важных открытий. Самый известный из этих мысленных экспериментов был с лучом света, который превратился в блестящую детскую книгу. Что бы произошло, если бы вы могли поймать луч света, когда он двигался, спрашивал себя он? Ответы привели его по другому пути во времени, который привел к специальной теории относительности.

В «Об экспериментах с мыслями» философ и физик XIX века Эрнст Мах пишет, что любопытство — это врожденное качество человека. Мы видим это у младенцев, когда они испытывают окружающий мир и изучают принцип причины и следствия. Со временем наше исследование мира становится все более и более глубоким. Мы достигаем точки, когда мы больше не можем экспериментировать с помощью одних рук. В этот момент мы переходим в сферу мысленных экспериментов.

Мысленные эксперименты — это структурированное проявление нашего природного любопытства к миру.

Маха пишет:

Наши собственные идеи легче доступны в нашем распоряжении, чем физические факты.Мы, так сказать, экспериментируем с мыслью с небольшими затратами. Поэтому нас не должно удивлять, что зачастую мысленный эксперимент предшествует физическому эксперименту и подготавливает для него почву … Мысленный эксперимент также является необходимым предварительным условием для физического эксперимента. Каждый изобретатель и каждый экспериментатор должны иметь в виду подробный порядок, прежде чем он будет реализовывать его. Даже если Стивенсон знал поезд, рельсы и паровую машину по опыту, он, тем не менее, должен был предвосхитить в своих мыслях комбинацию поезда на колесах, приводимого в движение паровой машиной, прежде чем он смог приступить к реализации. В равной степени Галилей должен был предусмотреть в своем воображении механизмы исследования гравитации, прежде чем они были реализованы. Даже новичок в эксперименте учится тому, что недостаточная предварительная оценка или несоблюдение источников ошибок имеет для него не менее трагические комические результаты, чем пресловутый «взгляд перед прыжком» в практической жизни.

Мах сравнивает мысленные эксперименты с планами и образами, которые мы формируем в нашем сознании перед тем, как приступить к делу. Все мы делаем это — репетируем разговор перед тем, как его завязать, планируем работу перед ее началом, выясняем каждую деталь еды перед ее приготовлением.Мах считает это неотъемлемой частью нашей способности решать сложные задачи и творчески вводить новшества.

Согласно Маху, результаты некоторых мысленных экспериментов могут быть настолько достоверными, что их физически проводить не нужно. Независимо от точности результата, желаемая цель достигнута.

В этом посте мы рассмотрим несколько ключевых примеров мысленных экспериментов, которые покажут, почему слова Маха так важны. Он добавляет:

Видно, что основной метод мысленного эксперимента такой же, как и в физическом эксперименте, а именно метод вариации.Путем изменения обстоятельств (непрерывно, если возможно) диапазон обоснованности идеи (ожидания), связанной с этими обстоятельствами, увеличивается.

Хотя некоторые люди считают мысленные эксперименты псевдонаукой, Мах считал их достоверными и важными для экспериментов.

«Разве ты не можешь дать мне мозги?» — спросил Страшила.

Они вам не нужны. Вы каждый день чему-то учитесь. У ребенка есть мозги, но он многого не знает. Опыт — это единственное, что приносит знания, и чем дольше вы находитесь на земле, тем больше опыта вы обязательно получите.»

— Л. Фрэнк Баум, Прекрасный волшебник из страны Оз

Типы мысленных экспериментов

Выявлено несколько ключевых типов мысленных экспериментов:

• Prefactual — Вовлечение потенциальных будущих результатов. Например. «Что вызовет X?»
• Противоречие — Противоречие известным фактам. Например. «Если бы произошло Y вместо X, каков был бы исход?»
• Полу-факт — Размышление о том, как другое прошлое могло привести к тому же настоящему.Например. «Если бы произошло Y вместо X, результат был бы таким же?»
• Prediction — Теоретическое обоснование будущих результатов на основе существующих данных. Прогнозы могут включать ментальные или вычислительные модели. Например. «Если Х и дальше будет происходить, каков будет результат через год?»
• Hindcasting — Выполнение предсказания в обратном порядке, чтобы увидеть, предсказывает ли оно событие, которое уже произошло. Например. «X случилось, мог ли Y предсказать это?»
• Ретродикт — Переход назад от события в поисках первопричины.Обратное правило часто используется для решения проблем и предотвращения. Например. «Что вызвало X? Как мы можем предотвратить повторение этого снова? »
• Ретроспективный анализ — Рассмотрение конкретного будущего результата, затем продвижение вперед из настоящего, чтобы установить его причины. Например. «Если Х случится в течение одного года, что могло бы его вызвать?»

«Обладая ограниченными чувствами и сознанием, мы видим лишь небольшую часть реальности. Более того, все во Вселенной находится в состоянии постоянного движения.Простые слова и мысли не могут уловить этот поток или сложность. Единственное решение для просветленного человека — позволить уму погрузиться в то, что он переживает, без необходимости формировать суждение о том, что все это означает. Ум должен уметь чувствовать сомнение и неуверенность как можно дольше. Пока он остается в этом состоянии и глубоко исследует тайны вселенной, будут приходить идеи, которые будут более размерными и реальными, чем если бы мы поспешили с выводами и сформировали суждения на раннем этапе.»

— Роберт Грин, мастерство

Мысленные эксперименты в философии

Мыслительные эксперименты были неотъемлемой частью философии с древних времен. Частично это происходит из-за того, что философские гипотезы зачастую субъективны и их невозможно доказать эмпирическими данными.

Философы используют мысленные эксперименты, чтобы в доступной форме излагать теории. Чтобы проиллюстрировать конкретное понятие (например, свободу воли или смертность), философы исследуют воображаемые сценарии.Цель не в том, чтобы найти «правильный» ответ, а в том, чтобы зажечь новые идеи.

Ранним примером философского мысленного эксперимента является Платоновская «Аллегория пещеры», в центре которой диалог между Сократом и Главконом (братом Платона).

Группа людей родилась и живет в темной пещере. Проведя всю свою жизнь, не видя ничего, кроме теней на стене, они не имеют представления о внешнем мире. Не зная ничего другого, они даже не хотят покидать пещеру.В какой-то момент они выводятся наружу и видят мир, состоящий не только из теней.

«Лягушка в колодце ничего не знает о могучем океане».

— Японская пословица

Платон использовал это, чтобы проиллюстрировать неполное представление о реальности, которое есть у большинства из нас. Платон утверждал, что только изучая философию, мы можем видеть больше, чем тени.

Покидая пещеру, люди понимают, что внешний мир намного интереснее и интереснее. Если одинокий человек уйдет, он захочет, чтобы другие поступили так же.Однако если они вернутся в пещеру, их прежняя жизнь покажется неудовлетворительной. Этот дискомфорт станет неуместным, что приведет к возмущению внешнего мира. Платон использовал это, чтобы выразить (почти навязчиво) глубокую признательность за силу самообразования. Принять мантию собственного образования и начать поиски познания мира — это первый шаг на пути к выходу из пещеры.

Переходя от пещер к насекомым, давайте взглянем на увлекательный мысленный эксперимент философа ХХ века Людвига Витгенштейна.Представьте себе

Представьте себе мир, где у каждого человека есть жук в коробке. В этом мире жука можно увидеть только тогда, когда он заглядывает в свой ящик. Как следствие, представление о жуке у каждого человека основано на собственном. Может случиться так, что у всех что-то свое, или коробки пусты, или даже содержимое аморфное.

Витгенштейн использует мысленный эксперимент «Жук в коробке», чтобы передать свою работу о субъективной природе боли.Каждый из нас может только знать, что для нас боль, и мы не можем чувствовать агонию другого человека. Если бы люди в гипотетическом мире обсуждали тему жуков, каждый мог бы поделиться только своей индивидуальной точкой зрения. У разговора будет мало смысла, потому что каждый человек может передать только то, что он считает жуком. Точно так же для нас бесполезно описывать нашу боль аналогиями («мне кажется, будто раскаленная кочерга колет меня в спину») или весами («боль 7/10.’)

Мысленные эксперименты в науке

Хотя для науки обычно необходимы эмпирические данные, мысленные эксперименты можно использовать для развития гипотезы или для подготовки к экспериментам. Некоторые гипотезы невозможно проверить (например, теория струн) — по крайней мере, с учетом наших текущих возможностей.

Ученые-теоретики могут обратиться к мысленным экспериментам, чтобы выработать предварительный ответ, часто получаемый с помощью бритвы Оккама.

Николас Решер пишет:

В естествознании мысленные эксперименты являются обычным явлением.Подумайте, например, о том, как Эйнштейн размышлял над вопросом о том, как бы выглядел мир, если бы кто-то путешествовал по лучу света. Подумайте также о предположении физиков о теле, которое катится без трения, или предположении экономистов о совершенно эффективном рынке в интересах установления законов спуска или принципов обмена, соответственно… Эрнст Мах [упомянутый во введении] высказал здравый смысл. что любому разумно спланированному реальному эксперименту должен предшествовать мысленный эксперимент, который во всяком случае предвосхищает возможность его исхода.

В статье, озаглавленной «Мысленные эксперименты в научном рассуждении», Эндрю Д. Ирвин объясняет, что мысленные эксперименты являются ключевой частью науки. Они находятся в той же сфере, что и физические эксперименты. Мысленные эксперименты требуют, чтобы все предположения подтверждались эмпирическими данными. Контекст должен быть правдоподобным и давать полезные ответы на сложные вопросы. Мысленный эксперимент может быть фальсифицирован.

Ирвин пишет:

Подобно тому, как физический эксперимент часто имеет последствия для своей базовой теории с точки зрения подтверждения, фальсификации и т.п., так же будет и мысленный эксперимент.Конечно, параллель не точна; мысленные эксперименты… нет, не включают в себя фактическое вмешательство в физическую среду.

В Все ли рациональные люди думают так же, как мы? Барбара Д. Мэсси пишет:

Часто критика мысленных экспериментов требует конкретизации или конкретизации описаний, чтобы то, что могло бы произойти в данной ситуации, стало меньше вопросом догадок или понтификаций. В мысленных экспериментах мы склонны разрабатывать описания с учетом новейших научных моделей . .. Мысленный эксперимент кажется близким родственником лабораторного эксперимента ученого с той важной разницей, что наблюдения могут проводиться с перспектив, которые в действительности невозможны, например, с точки зрения движения со скоростью света… Мысленный эксперимент, кажется, открывает факты о том, как вещи работают в лаборатории разума.

Одним из ключевых примеров научного мысленного эксперимента является кошка Шредингера.

Разработанный в 1935 году Эдвином Шредингером, кот Шредингера пытается более понятным образом проиллюстрировать противоречивую природу квантовой механики.

Хотя трудно представить в упрощенном виде, это идея кошки, которая не жива и не мертва, заключенная в коробку. Внутри коробки находится счетчик Гейгера и небольшое количество разлагающегося радиоактивного материала.Количество радиоактивного материала невелико, и в течение определенного периода времени одинаково вероятно, что он распадется или нет. Если он все-таки разложится, трубка с кислотой разобьет и отравит кошку. Не открывая коробку, невозможно узнать, жива кошка или нет.

Давайте проигнорируем этические последствия и тот факт, что, если бы это было выполнено, сердитое мяуканье кошки было бы ключом к разгадке. Как и в большинстве мысленных экспериментов, детали произвольны — неважно, какое это животное, что его убивает или временные рамки.

Точка зрения Шредингера заключалась в том, что квантовая механика неопределенна. Когда квантовая система переключается из одного состояния в другое? Может ли кошка быть одновременно живой и мертвой, и зависит ли это от наблюдения? А как насчет собственного наблюдения кошки за собой?

В поисках кота Шредингера, Джон Гриббин пишет:

Ничто не является реальным, если за ним не наблюдают… в мире нет основополагающей реальности. «Реальность» в повседневном смысле — не лучший способ думать о поведении элементарных частиц, составляющих Вселенную; но в то же время эти частицы кажутся неразрывно связанными в некое невидимое целое, каждая из которых осознает, что происходит с другими.

Сам Шредингер написал в «Природа и греки»:

.

Мы не принадлежим к этому материальному миру, который наука конструирует для нас. Мы не в этом; мы снаружи. Мы всего лишь зрители. Причина, по которой мы считаем, что мы находимся в нем, что мы принадлежим к картине, заключается в том, что наши тела находятся на ней. Наши тела принадлежат ему. Не только мое собственное тело, но и тело моих друзей, также моей собаки, кошки и лошади, и всех других людей и животных. И это мой единственный способ общаться с ними.

Другой важный ранний пример научного мысленного эксперимента — Пизанская башня Галилея Эксперимент .

Галилей стремился опровергнуть преобладающее мнение о том, что на гравитацию влияет масса объекта. Со времен Аристотеля люди предполагали, что объект весом 10 грамм упадет со скоростью, составляющей 1/10 скорости объекта весом 100 грамм. Как ни странно, никто не записал, что это проверял.

Согласно ранней биографии Галилея (написанной в 1654 году), он сбросил два объекта с Пизанской башни, чтобы опровергнуть гипотезу гравитационного отношения масс. Оба приземлились одновременно, открыв новое понимание гравитации. Неизвестно, проводил ли Галилей эксперимент сам, поэтому он рассматривается как мысленный эксперимент, а не как физический. Галилей пришел к своему выводу, используя другие мысленные эксперименты.

«Мы живем не только в мире мыслей,

, но и в мире вещей. Слова без опыта бессмысленны ».

— Набоков Владимир

Биологи проводят мысленные эксперименты, часто противоречащие фактам.В частности, биологи-эволюционисты задаются вопросом, почему организмы существуют так, как они существуют сегодня. Например, почему овцы не зеленые? Каким бы сюрреалистичным ни был вопрос, он верен. Зеленую овцу лучше замаскировать от хищников. Другой мысленный эксперимент включает вопрос: почему у организмов (кроме некоторых бактерий) нет колес? Опять же, вопрос сюрреалистичный, но все же серьезный. Мы знаем из наших транспортных средств, что колеса более эффективны для движения со скоростью, чем ноги, так почему же они естественным образом не существуют за пределами микроскопического уровня?

Психология и этика — Проблема тележки

Представьте себе сцену. Вы — одинокий прохожий на улице, где по рельсам едет трамвай. Водитель потерял над ним контроль. Если трамвай продолжит движение по своему текущему маршруту, пять пассажиров погибнут в результате аварии. Вы замечаете переключатель, который позволяет трамваю перейти на другой путь, где стоит мужчина. Столкновение убьет его, но спасет пятерых пассажиров. Вы нажимаете переключатель?

Этот мысленный эксперимент обсуждался в различных формах с начала 1900-х годов.Психологи и специалисты по этике подробно обсуждали проблему тележки, часто используя ее в исследованиях. Это вызывает много вопросов, например:

• Требуется ли вмешательство случайного наблюдателя?
• Есть ли измеримая ценность человеческой жизни? Т.е. одна жизнь менее ценна, чем пять?
• Как бы изменилась ситуация, если бы наблюдатель должен был активно толкать человека на рельсы, а не нажимать переключатель?
• Что, если бы человек, которого толкали, был «негодяем»? Или любимый человек наблюдателя? Как это изменит этические последствия?
• Может ли наблюдатель сделать этот выбор без согласия вовлеченных людей?

Исследования показали, что большинство людей гораздо охотнее нажимают на переключатель, чем толкают кого-то на рельсы. Это меняется, если мужчина — «негодяй» — тогда люди гораздо охотнее его подталкивают. Точно так же они сопротивляются, если человек, которого толкают, является любимым человеком.

В книге «Инкогнито: тайные жизни мозга» Дэвид Иглман пишет, что наш мозг совершенно по-разному реагирует на идею о том, чтобы кого-то толкнуть, и на идею нажатия переключателя. Когда мы сталкиваемся с переключателем, сканирование мозга показывает, что наши области рационального мышления активизируются. При изменении нажатия переключателя на толкание человека активируются наши эмоциональные области.Иглман резюмирует, что:

Люди эмоционально регистрируются, когда им нужно кого-то подтолкнуть; когда им нужно только повернуть рычаг, их мозг ведет себя как мистер Спок из «Звездного пути».

Проблема с тележкой является теоретической, но она имеет последствия для реального мира. Например, большинство людей, которые едят мясо, не удовлетворились бы самим убийством животного — они с удовольствием нажимают переключатель, но не нажимают на человека. Даже те, кто не потребляет мясо, склонны игнорировать тот факт, что они косвенно способствуют гибели животных из-за производственных квот, а это означает, что мясо, которое они бы съели, оказывается потраченным впустую.Они чувствуют моральное превосходство, поскольку никого активно не подталкивают на рельсы, но все же остаются наблюдателями, которые ни в коем случае не вмешиваются. По мере того, как мы движемся к автономным транспортным средствам, могут быть реальные примеры подобных ситуаций. От транспортных средств может потребоваться утилитарный выбор — например, свернуть в канаву и убить водителя, чтобы избежать скопления детей.

Хотя психология и этика — разные области, они часто используют одни и те же мысленные эксперименты.

«Форд!» он сказал: «Снаружи бесконечно много обезьян, которые хотят поговорить с нами об этом сценарии для Гамлета, который они разработали».

— Дуглас Адамс, Автостопом по галактике

Теорема о бесконечной обезьяне и математика

Теорема о бесконечной обезьяне — это математический мысленный эксперимент. Предпосылка состоит в том, что бесконечные обезьяны с пишущими машинками, в конце концов, напечатают полное собрание сочинений Шекспира. В некоторых версиях задействованы бесконечные обезьяны или одно произведение.Математики используют обезьяну (и) как представление устройства, которое произвольно производит буквы.

В обманутых случайностью, Нассим Талеб пишет:

Если поставить бесконечное количество обезьян перед (прочно построенными) пишущими машинками и позволить им хлопать в ладоши, есть уверенность, что одна из них выйдет с точной версией «Илиады». концепция может быть менее интересной, чем кажется на первый взгляд: такая вероятность смехотворно мала.Но позвольте нам продвинуться в рассуждении еще на один шаг вперед. Теперь, когда мы нашли этого героя среди обезьян, будет ли кто-нибудь из читателей вкладывать свои сбережения в пари, что обезьяна напишет «Одиссею» в следующий раз?

Теорема о бесконечной обезьяне предназначена для иллюстрации идеи о том, что любая проблема может быть решена с помощью достаточного количества случайных входных данных, так, как пьяный человек, возвращаясь домой, в конечном итоге сможет вставить свой ключ в замок, даже если он сделает это без особого изящества. Он также представляет природу вероятности и идею о том, что любой сценарий осуществим при наличии достаточного времени и ресурсов.

Чтобы узнать больше о мысленных экспериментах и ​​других ментальных моделях, ознакомьтесь с нашей серией книг «Великие ментальные модели».

Метки: Эндрю Д. Ирвин, Эдвин Шредингер, Эрнст Мах, Галилей, Джон Гриббин, Людвиг Витгенштейн, Нассим Талеб, Николас Решер, Пьер Лаплас, Платон, Зенон

Невозможный парикмахер и другие причудливые мысленные эксперименты

Стивен Баттерсби

Dmytro Zinkevych / Alamy Стоковое Фото

Если вы вообразили, что мысленные эксперименты были простой умственной гимнастикой, предназначенной для того, чтобы сбить с толку непосвященных, подумайте еще раз.Возьмем, пожалуй, самый известный пример кошки Шредингера, где кошка одновременно жива и мертва. Это кажется странным — и в том-то и дело. Он был разработан как пощечина для квантовых теоретиков, чтобы показать, что теория, предсказывающая такую ​​чепуху, должна чего-то упускать. Сегодняшнее мнение таково, что, возможно, ничего не упущено, а квантовая теория действительно настолько странна, насколько кажется.

Но другие мысленные эксперименты заставили нас переформулировать законы, описывающие природу.Возьмите демона Максвелла, который, похоже, нарушает законы термодинамики. Он показал нам, что термодинамике действительно чего-то не хватает (см. «Материя, энергия… знания: как использовать демоническую силу физики»).

Вот семь классических мысленных экспериментов, которые могут заставить вас задуматься…

Невозможный парикмахер

Один цирюльник очень разборчив в своей работе. Он бреет каждого, кто не бреется, и никого, кто не бреется. Итак: парикмахер бреется? Это не займет много времени, чтобы увидеть противоречие: если он это сделает, то не сможет; если нет, он должен.Такого цирюльника не может быть.

Этого цирюльника часто используют для иллюстрации более абстрактной головоломки, известной как парадокс Рассела. В 1901 году математик и философ Бертран Рассел исследовал теорию множеств, формальный способ определения и работы с коллекциями чего угодно. В то время одной из его центральных идей было то, что для каждого свойства, которое вы можете определить, должен быть набор. Есть набор всех зеленых элементов и набор всех целых чисел, кроме 4. Вы также можете определить наборы наборов: скажем, набор всех наборов, содержащих ровно два элемента.Проблема возникает при размышлении о возможности набора всех наборов, которые не содержат самих себя — как и в случае с парикмахером, это кажется невозможным.

Парадокс выявил противоречия в большей части математики того времени, вынудив Рассела и других попытаться разработать более сложные логические основы для математики. Подход Рассела состоял в том, чтобы сказать, что математические объекты попадают в иерархию различных «типов», каждый из которых построен только из объектов более низкого типа. Теория типов использовалась для разработки языков программирования, которые снижают вероятность создания ошибок.Но это не окончательное решение — более века спустя математики все еще спорят над ответом на парадокс Рассела.

Шары Галилея

Галилей, возможно, никогда не падал мячом с вершины Пизанской башни, как гласит легенда. Но он разработал простой мысленный эксперимент, который рассказал нам кое-что важное о гравитации. Возьмите два груза, один легкий, один тяжелый. Если более тяжелые предметы падают быстрее легких, как сказал Аристотель, то более легкий будет отставать.Это означает, что, когда они связаны вместе, они будут падать медленнее, чем один тяжелый груз. Но вместе они весят больше, чем один тяжелый, поэтому должны падать быстрее. Подождите, так оно быстрее или медленнее?

Как понял Галилей, ускорение свободного падения не зависит от массы объекта. Это был решающий результат для зарождающейся науки физики и идей Исаака Ньютона о движении и всемирной гравитации. В нем даже содержится зачаток тонкой теории гравитации Эйнштейна.Его общая теория относительности основана на принципе эквивалентности, идее о том, что гравитация и ускорение — это, по сути, одно и то же, как это заметил Галилей еще в 17 веке.

Пушка Ньютона

Возьмите одну гигантскую пушку, поместите ее на вершину горы, настолько высокой, что она простирается над атмосферой, и стреляйте по горизонтали. Возможно, безответственно, но поучительно. Если пушечное ядро ​​выстреливается на малой скорости, сила тяжести вскоре утащит его на землю по сильно изогнутой дуге.Если вы добавите больше пороха, шар будет лететь быстрее, а его дуга будет более плавной, продвигаясь дальше по кривой Земли. Выстрелите из него достаточно быстро, и ядро ​​не будет касаться земли вообще — оно пролетит вокруг и попадет вам в затылок. Давай, попробуй.

Этот мысленный эксперимент помог Ньютону показать, что гравитация — это универсальная сила: сила, которую мы видим, притягивая пушечные ядра и яблоки к Земле, также может объяснить орбиту Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца.

Мы уже привыкли к идее универсальных сил. Мы знаем, что ядерные реакции подпитывают далекие звезды и что экзопланеты могут быть магнитными. Но до Ньютона не ожидалось, что в небесном царстве будут действовать те же правила, что и на Земле. Его пушечное ядро ​​проделало большую дыру в таких небесных притязаниях.

Ахиллес и черепаха

Два с половиной тысячелетия назад греческий философ Зенон Элейский явно доказал, что движение — это иллюзия. Один из его парадоксов заставляет быстроногого Ахилла преследовать черепаху, у которой есть небольшая фору.- Ахиллес никогда не сможет поймать черепаху, — утверждал Зенон, — потому что сначала он должен достичь точки, с которой черепаха стартовала, но к тому времени черепаха перешла на новое место. Значит, Ахиллес должен бежать туда — к этому времени черепаха снова двинулась дальше. «Парадокс дихотомии» носит более общий характер: чтобы преодолеть любое расстояние, вы должны сначала преодолеть половину этого расстояния, затем половину того, что осталось, затем половину того, что осталось, и так далее навсегда. Кажется, что вы никогда не сможете добраться туда, независимо от того, на каком исходном расстоянии или с какой скоростью вы двигаетесь.

С тех пор математики указали, что, хотя эти аргументы требуют бесконечного количества времени, чтобы оправдаться, реальное движение не обязательно. Мы знаем, например, что бесконечный ряд терминов может составлять что-то конечное. Если вы сложите бесконечный ряд дробей, начинающихся с ½ и уменьшающих вдвое значение с каждым новым членом (½ + ¼ + 1/8…), бесконечная сумма будет равна 1. Вы можете использовать подобные математические выражения для представления пройденного расстояния или время, затраченное на парадокс Зенона, так что — уф — движение все-таки возможно.При этом парадокс Зенона может реально проявиться в квантовом мире.

Китайская комната

Может ли компьютер быть сознательным? Пытаясь опровергнуть идею «сильного искусственного интеллекта», Джон Сирл, философ из Калифорнийского университета в Беркли, представил себя в комнате словарей и сборников правил, содержащих инструкции по переводу с китайского на английский и наоборот. Кто-то через дверь задает вопрос, написанный по-китайски, и, используя свои своды правил, Сирл находит соответствующий ответ.Спрашивающему может показаться, что в комнате есть разум, который понимает китайский, хотя его нет. Сирл утверждает, что гипотетический компьютер с ограниченными правилами, предназначенный для говорения по-китайски, будет таким же — простой машиной без понимания.

Есть много возражений против этого мысленного эксперимента. Некоторые утверждают, что, хотя Сирл не понимает китайского, он является частью более крупной системы, в том числе свода правил, которая понимает. Вы можете отказаться от мысли, что разум может быть составлен из человека и нескольких книг, но это всего лишь очень смутный разум, на ответ на один вопрос, возможно, уйдут годы или тысячелетия.

Другая интерпретация состоит в том, что идея Сирла просто высвечивает тайну «других умов»: вы не можете знать, находится ли в сознании компьютер, пингвин или человек по соседству так же, как и вы. Если китайская комната не опровергает сильного ИИ, размышления об этом могут помочь нам выяснить, чего не хватает в нашем понимании сознания.

Ездить световым лучом

В своих автобиографических заметках Альберт Эйнштейн рассказывает нам, как в 16-летнем возрасте он представлял, как едет вместе со световым лучом.«Если вы можете успевать за ним, свет должен казаться неподвижным», — подумал он. Его колеблющиеся электрическое и магнитное поля были бы заморожены. Но это кажется невозможным. Уравнения, разработанные Джеймсом Клерком Максвеллом, которые описывают колебания электромагнитных полей, запрещают это, и мы определенно никогда не видели такой вещи, как замороженный свет.

«В этом парадоксе уже содержится зародыш специальной теории относительности», — писал он в 1947 году. Эйнштейн понял, что движение света одинаково, независимо от того, насколько быстро вы двигаетесь.Даже если бы вы двигались почти со скоростью света, луч все равно удалялся бы от вас с той же постоянной скоростью. Эта идея в конечном итоге привела Эйнштейна к совершенно новому взгляду на Вселенную через уравнения специальной теории относительности, с их экстраординарными предсказаниями, что время упруго и что инертная материя содержит огромное количество энергии.

Демон Лапласа

Представьте себе существо, которое знает место и движение каждой частицы во Вселенной. Он также знает физику, и его разум работает так быстро, что может вычислить, как эти частицы будут воздействовать друг на друга, изменяя свое движение.Может ли этот интеллект, описанный Пьером Лапласом в 1814 году, видеть будущее всего?

«Демон Лапласа», как стало известно, исследует идею детерминизма. В чисто классическом мире демон, кажется, работает. Теория хаоса означает, что будущее сверхчувствительно к прошлому, но если знания демона бесконечно точны, он все равно может знать судьбу всех.

Квантовая механика может убить демона. В господствующей квантовой теории у событий не всегда есть причины: радиоактивный распад и другие вещи могут происходить спонтанно.Но не все интерпретации квантовой механики включают эту неопределенность.

Однако даже если демон может жить во вселенной, управляемой квантовой механикой, он, вероятно, не живет здесь. Существует математический аргумент, который показывает, что «всю физическую Вселенную нельзя полностью понять с помощью какой-либо единственной системы вывода, существующей в ней». Вы можете представить демона как своего рода стороннего наблюдателя, но это открывает еще одну философскую банку с червями: имеет ли смысл говорить, что что-то может знать все о нашей вселенной, не оказывая на нас никакого физического воздействия?

Еще по этим темам:

Действительно ли мысленные эксперименты открывают новые научные истины?

В диалоге Галилея о двух главных мировых системах (1632 г.) три итальянских джентльмена — один философ и два мирянина — спорят о структуре Вселенной.Философ Сальвиати выступает в поддержку теории Коперника, даже несмотря на то, что для этого требуется движущаяся Земля, что кажется его собеседникам проблематичным, если не абсурдным. В конце концов, мы не чувствуем, как земля движется под нашими ногами; облака и птицы не сметаются назад, когда планета свистит в космосе; мяч, сброшенный с башни, приземляется недалеко от основания этой башни.

Но Сальвиати, заменяющий Галилея, просит своих товарищей, Сагредо и Симпличио, пересмотреть свои интуиции.Предположим, что кто-то должен был сбросить предмет с мачты высокого корабля. Какая разница, движется ли корабль? Нет, настаивает Сальвиати; он все равно приземляется у основания мачты, и поэтому из такого эксперимента нельзя сделать никаких выводов о движении корабля. Если корабль может двигаться, то почему не вся планета? Симпличио возражает: Сальвиати на самом деле не проводил этот эксперимент на борту корабля, так как он может быть уверен в результате?

«Без экспериментов, я уверен, что эффект произойдет, как я вам говорю», — отвечает он.После дальнейших уговоров Симпличио покоряется.

Сегодня большинство ученых и философов полагают, что есть только один надежный способ познать мир, а именно, тыкать в него руками — точка зрения, которую философы называют эмпиризмом. Когда ребенок тыкает и толкает, это называется игрой. Когда это делает ученый, это называется наблюдением и экспериментом. В любом случае, однако, мы учимся, видя и делая.

Но, как показал Галилей, из этого правила есть исключения.Есть — якобы — случаи, когда мы приходим к пониманию чего-то о мире посредством своеобразного эксперимента, который проводится только в уме. Мыслительные эксперименты, как их называют, представляют собой упражнение чистого воображения. Мы думаем о каком-то конкретном устройстве вещей в мире, а затем выясняем, какими будут последствия. Поступая так, мы, кажется, узнаем кое-что о законах природы.

Мысленные эксперименты сыграли решающую роль в истории физики.Галилей был первым великим мастером мысленного эксперимента; Альберт Эйнштейн был другим. В одном из своих самых знаменитых мысленных экспериментов Галилей показывает, что тяжелые и маленькие предметы должны падать с одинаковой скоростью. В другом случае — опираясь на аргумент о корабельной мачте — он выводит эквивалентность систем отсчета, движущихся с постоянной скоростью относительно друг друга (то, что мы теперь называем относительностью Галилея), краеугольным камнем классической физики.

Эйнштейн тоже умел совершать такие творческие трюки в своей голове.В молодости он представлял, каково это бегать рядом с лучом света, и это привело его к специальной теории относительности. Позже он представил падающего человека и понял, что в свободном падении человек не чувствует собственного веса; Из этого понимания он пришел к выводу, что ускорение неотличимо от силы тяжести. Этот второй прорыв стал известен как «принцип эквивалентности» и привел Эйнштейна к его величайшему триумфу — общей теории относительности.

Общим в этих примерах является то, что знание, кажется, возникает изнутри ума, а не из какого-то внешнего источника.Они не требуют ни лаборатории, ни заявки на грант, ни фактического выполнения… чего-либо. Когда мы проводим мысленный эксперимент, мы учимся, казалось бы, путем чистого самоанализа. «Кажется» — это, пожалуй, ключевое слово. Вопрос о том, действительно ли мысленные эксперименты бросают вызов эмпиризму, вызывает жаркие споры.

Джеймс Роберт Браун, философ из Университета Торонто, считает, что мысленные эксперименты действительно представляют собой своего рода эпистемический бесплатный обед. Он говорит, что они дают нам представление о законах природы, и делают это без необходимости, так сказать, пачкать руки.Еще когда он был студентом, Браун сначала симпатизировал эмпирикам; «Мне показалось, что они выиграли», — вспоминает он. Он восхищался Платоном и Рене Декартом, поборниками чистого разума, но скептически относился к их заявлениям о том, что можно интуитивно постичь работу природы изнутри собственного разума.

Затем Браун услышал мысленный эксперимент Галилея с падающими телами, и все изменилось.

Этот мысленный эксперимент заслуживает более внимательного изучения. Его можно найти в последней книге Галилея Рассуждения и математические доказательства, относящиеся к двум новым наукам (1638).(К тому времени, когда Галилей написал ее, он находился под домашним арестом во Флоренции и ему было запрещено публиковать какие-либо книги, но ему удалось контрабандой переправить рукопись в Голландию, где она была напечатана.) В «Беседах » Галилей просит нас вообразить сбросить с башни два объекта разного веса — скажем, мушкетное ядро ​​и пушечное ядро. Аргументы, изложенные Аристотелем, а также здравый смысл говорят о том, что более тяжелый предмет первым ударяется о землю.

Но предположим, что мы соединяем два объекта коротким жестким стержнем.Можно утверждать, что более легкое мушкетное ядро ​​действует как тормоз для более тяжелого пушечного ядра, замедляя его падение. С другой стороны, можно также возразить, что составное тело, вес которого равен сумме двух исходных тел, должно падать быстрее, чем любое другое тело по отдельности. Очевидно противоречие. Единственное решение, говорит Галилей, состоит в том, что все тела падают с одинаковой скоростью, независимо от их веса.

«Просто поразительно, что вы можете продумать свой путь к решению, не проводя эксперимент»

«Я упал со стула, когда услышал это», — сказал Браун.«Возможно, это был самый замечательный интеллектуальный опыт за всю мою жизнь». Браун стал ведущим специалистом в области мысленных экспериментов. Его книга The Laboratory of the Mind (1991) была одним из первых углубленных исследований этого предмета. Совсем недавно он вместе со своим коллегой из Университета Торонто Йифтахом Фехиге и Майклом Стюартом, докторантом Лондонской школы экономики, был соредактором The Routledge Companion to Thought Experiments (2017).Однако даже после десятилетий изучения мысленных экспериментов случай с падающими телами Галилея остается любимым для Брауна: «Я думаю, что всем должно показаться ослепительным, что вы можете продумать свой путь к решению проблемы, фактически не проводя эксперимента».

Если Браун прав — если Галилей успешно продумал свой путь к пониманию чего-то важного о мире природы, то важно знать, как именно он это осуществил. По мнению Брауна, мысленные эксперименты позволяют нам увидеть «универсалии»; то есть они позволяют нам распознавать универсальные истины о мире природы.Во многом так же, как мы приходим к математическим истинам (размышляя о них), мы можем также прийти к определенным истинам о природе.

Другими словами, хотя мир полон физической материи, занимает пространство и сохраняется во времени, некоторые истины о физическом мире имеют очень нефизический привкус. Они напоминают математические истины, кажущиеся существующими вне пространства и времени. Эти истины, как полагает Браун, могут быть интуитивно понятны a priori без необходимости наблюдения или эксперимента.Эта идея восходит к Платону, и Браун действительно с радостью называет себя платоником.

Вот уже несколько десятилетий Джон Нортон, философ из Питтсбургского университета, защищает лагерь эмпириков от платонизма Брауна. Нортон считает, что мысленные эксперименты, далекие от того, чтобы заглянуть в царство платонических истин, — это просто элегантно составленные аргументы, которые вызывают в воображении яркие картины. По его словам, они не производят нового знания, кроме того, что можно было бы вывести из анализа знаний, уже неявно содержащихся в собственных предпосылках аргумента.Мысленные эксперименты, как он писал в статье в 1996 году, «не открывают новых каналов доступа к физическому миру».

Снова рассмотрим случай с Галилео. По мнению Нортона, все, к чему мы пришли «в голове», — это то, что позиция Аристотеля, согласно которой объекты падают со скоростью, пропорциональной их весу, ошибочна. Мы могли бы и дальше принять предложение Галилея о том, что все тела падают с одинаковой скоростью, но только если мы примем его тщательно изложенный аргумент, который, в свою очередь, опирается на большой объем ранее полученных знаний о мире, говорит Нортон.

Для того, чтобы позиция Нортона устояла, должна быть возможность реконструировать все мысленные эксперименты как аргументы — что, по его мнению, действительно возможно, по крайней мере, для мысленных экспериментов в физике. Он предлагает Брауну или любому защитнику-платонику выдвинуть мысленный эксперимент, который нельзя преобразовать таким образом. «Это был открытый вызов, — сказал мне Нортон. «Чтобы доказать, что я неправ, вам достаточно провести один мысленный эксперимент, который я не могу воспроизвести в качестве аргумента. И ни у кого нет.’

Результатом вызова Нортона стала особая версия интеллектуального пинг-понга, которая, похоже, нравится и ему, и Брауну. «Я говорю:« Давай, Нортон, а как насчет , этого ? » И обычно он возвращается через 24 часа, и он реконструирует это как аргумент, — сказал Браун. Эти аргументы, отмечает Браун, технически надежны. Они начинают с посылок и следуют правилам дедуктивного или индуктивного вывода. «Я почти готов поверить, что он может сделать это в любом случае», — сказал Браун.«И это большая уступка. Тем не менее, я не думаю, что его рассказ может быть правильным ».

Брауна беспокоит то, что даже если мысленный эксперимент может быть реконструирован как аргумент, это не то, как мы на самом деле прорабатываем его в своей голове; познавательный процесс гораздо более интуитивно понятен и менее аналитичен, чем рассуждения Нортона о пустяках. Скорее то, что разворачивается, больше похоже на своего рода момент «ага» — видение очевидной истины того, что было скрыто всего несколько мгновений назад.Norton не согласен с этим. «Это намного сложнее, чем говорит Джим [Браун]. Джим говорит, что сразу видит это. Что ж, мы склонны видеть все это, потому что мы уже во всем разобрались », — сказал Нортон. В случае с Галилео мы были вдохновлены тем, что узнали о падающих телах в школе и, что, возможно, более важно, в течение многих лет, когда наблюдали, как падают объекты, — говорит Нортон.

«Вы должны верить в эпистемологическую магию, чтобы поверить, что сидение в кресле дает вам познание мира»

В одном два мыслителя сходятся во мнении, что мысленные эксперименты, как и настоящие эксперименты, могут быть ошибочными; только некоторые из них (например, случай с Галилео) действительно позволяют заглянуть во внутреннее устройство природы.Но и здесь у Нортона есть претензии: «Если мысленные эксперименты — это« платоническое восприятие », то скажите мне, как мне узнать, какой из них хороший, а какой плохой? И, конечно, [Браун] не может мне сказать, потому что нет никакого способа; вы просто чувствуете это, — сказал Нортон.

По мнению Нортона, поскольку Браун не может объяснить, почему одни мысленные эксперименты успешны, а другие — нет, вся его программа дает сбой. Браун возражает, что в этом отношении мысленные эксперименты ничем не отличаются от обычных физических экспериментов: «Как почти все в жизни, они подвержены ошибкам.Для Нортона более серьезной проблемой является механизм, с помощью которого мысленные эксперименты производят знания. С его точки зрения, это знание может быть получено только в результате умелого манипулирования знаниями, которые у вас уже есть; альтернатива, по его мнению, абсурдна.

«Мысленные эксперименты — это аргументы, и если вы думаете, что происходит что-то еще, вы должны поверить в то, что здесь действует какая-то эпистемическая магия», — сказал Нортон. «Вы должны верить, что простое сидение в кресле и какое-то размышление дает вам познание мира… Теперь, если вы так думаете, то, что происходит, остается загадкой.’

Нортон сравнивает позиции, которые он и Браун заняли, с планировкой торгового центра. «Вы знаете, когда у вас торговый центр, вы ставите Nordstrom [универмаг] на одном конце, а что-то еще на другом конце, и все танцуют между ними», — сказал он. «Итак, Джим [Браун] и я определили территорию, и люди попытались выяснить, где они живут, между ними». Единственная проблема, по словам Нортона, заключается в том, что в дебатах эмпиризма и платонизма промежуточные позиции не имеет много смысла.Либо вы верите, что о природе познают эмпирически, либо вы верите, что можете интуитивно понять, как устроен мир, просто подумав о нем. «Я не думаю, что есть какая-то промежуточная, стабильная почва», — заключил Нортон.

Браун, как оказалось, придерживается того же мнения, говоря, что эмпиризм — это «своего рода комплексная сделка». С точки зрения эмпириков: «Все, что вы знаете, основано на опыте. Другого способа узнать что-либо нет. Итак, если вы думаете, что есть хотя бы одна вещь, о которой вы знаете, что не является эмпирическим, вы перестаете быть эмпириком … Это немного похоже на высказывание атеиста: «99.999 процентов всего происходящего происходит в соответствии с естественным законом. Чуда не бывает ». Если ты собираешься стать атеистом, ты не можешь поверить ни в одно чудо ».

(Когда Браун и Нортон встречаются в реальной жизни, как это бывает с некоторой регулярностью на конференциях, они сказочно ладят. «Джим и я — лучшие друзья, — сказал Нортон. — Когда мы собираемся вместе, это бунт»).

Возможно, обе точки зрения неверны. Возможно, что мысленные эксперименты не являются ни проблеском в райское царство Платона, ни прямыми, обычными аргументами.Третья возможность, выдвинутая когнитивистом Нэнси Нерсесян из Технологического института Джорджии, заключается в том, что, когда мы думаем своим путем посредством мысленного эксперимента, мы участвуем в том, что она называет «ментальным моделированием».

Психическое моделирование — это именно то, на что это похоже: так же, как мы можем создавать физические модели с помощью наших рук, мы также можем создавать ментальные модели с помощью нашего разума. Нерсесян приводит пример покойного американского эрудита Герберта Саймона: как можно подсчитать количество окон в доме, не глядя? Саймон считал, что есть только один способ дать ответ на этот вопрос: вы создаете в уме модель своего дома и совершаете виртуальную прогулку по ней, считая окна.Но виртуальная модель — это больше, чем просто представление реальной вещи. По словам Нерсесян, манипулирование любой моделью включает в себя аналогичные процессы в мозге, что подтверждается недавними исследованиями изображений мозга.

«Ментальная модель — это, по сути, представление структуры, функции или поведения некоторой системы, которая вас интересует, — некоторой системы реального мира, которая сохраняет свои сенсорные и моторные свойства, которые вы получаете от восприятия», — сказал Нерсесян. Когда мы манипулируем ментальной моделью, утверждает она, мы используем «некоторые из тех же методов обработки, которые вы используете для манипулирования вещами в реальном мире».

На первый взгляд, эта точка зрения кажется более близкой к точке зрения Нортона, чем к точке зрения Брауна. Нерсесян не поклонник платонизма. По ее словам, прежде чем мы сможем сказать что-либо о физическом мире с уверенностью, мы должны провести реальные эксперименты, а не только мысленные эксперименты: «Нам нужен последний шаг». что мы «видим» вещи в нашем сознании, чем идея Нортона о построении аргумента. Когда вы проводите мысленный эксперимент, вы «создаете представление о ситуации, которое имеет определенные структурные и поведенческие свойства», говоря словами Нерсесяна.Затем мы манипулируем этими свойствами и делаем вывод, — говорит она. «Вы делаете вывод непосредственно посредством этой манипуляции, а не говорите:« Если p, то q; p, следовательно, q. ”’

Браун соглашается. Даже если некоторые мысленные эксперименты можно преобразовать в аргументы, «настоящее научное мышление чертовски быстрее», и мы приходим к ответу «задолго до того, как кто-либо выполнит эту реконструкцию».

Разумы не существуют в вакууме: они являются результатом процессов, связанных с физическим миром

Но, как и Нортон, Нерсесян считает, что то, что кажется a priori интуиции, на самом деле полагается на лежащее в основе эмпирическое знание.Она рассматривает мысленные эксперименты как «экстраполяцию нашего воплощенного опыта в мире». Рассмотрим в этом контексте падающие тела Галилея. «У вас есть опыт работы с тяжелыми предметами, у вас есть опыт работы с легкими предметами, и вы знаете, как они себя чувствуют», — сказала она. Мысленный эксперимент Галилея «основан на вашем опыте ощущения этих вещей в мире».

Философ и ученый-когнитивист Дэниел Деннет из Университета Тафтса в Массачусетсе придерживается аналогичной точки зрения.Он много писал о мысленных экспериментах. Его критика нескольких хорошо известных мыслительных экспериментов в философии, включая аргумент Джона Сирла о «китайской комнате» (1980) и аргумент Фрэнка Джексона (1982), почти так же известна, как и оригинальные работы, которые они осуждают. Деннет описывает мысленные эксперименты как «насосы интуиции»: истории, которые структурируют ваше представление о проблеме. Они могут побудить читателя взглянуть на проблему по-новому, что делает их невероятно мощными, но они также могут ввести в заблуждение.

Как Нортон и Нерсесян, Деннет не терпит платонизма. «Идея интуитивного познания законов природы à la Платон кажется мне увлекательной идеей, которая изжила себя», — сказал он. Он считает, что любые знания о мире, которые можно получить с помощью мысленных экспериментов, не исходят исключительно из разума. Если кажется, что это так, то только потому, что мы не учли, что такое умы и как они работают. Умы, утверждает Деннет, не существуют в вакууме.Скорее, они являются результатом длительного процесса как нашего развития как мыслящего, переживающего индивида, так и нашей эволюции как мыслящего, переживающего вида — процессов, которые очень сильно связаны с физическим миром.

Когда мы «интуитивно воспринимаем» урок мысленного эксперимента Галилея с падающими телами, мы извлекаем пользу из этого богатого эволюционного наследия. «Разум, который может представить себе этот мысленный эксперимент и следовать ему, обогатился, прежде всего, сотнями миллионов лет эволюции, которая создала структуры и диспозиции в этом разуме, обусловленные факторами этого мира», — сказал Деннет. .«У ума также есть образование и воспитание, он выучил естественный язык, знает, как понять условия мысленного эксперимента — все это невероятно богатое эмпирическое вложение в мир».

Брауна нисколько не огорчает отсутствие энтузиазма в отношении платонизма. Вместо этого он рад, что то, что когда-то было относительно недооцененной отраслью философии, породило такие обширные, междисциплинарные дискуссии и растущее количество научных работ. Ему особенно приятно видеть, что вопрос о том, как работают мысленные эксперименты, подвергается тщательной проверке, которой он заслуживает.

«Я считаю, что мысленные эксперименты работают по-разному. В этом отношении они похожи на настоящие эксперименты, которые работают по-разному », — сказал Браун. «Я думаю, что в некоторых случаях Нортон прав; на самом деле это просто аргументы. Я также думаю, что такие люди, как Нэнси Нерсесян, в некоторых случаях правы — ее ментальные модели, описывающие происходящее, вероятно, верны ».

Тем не менее, Браун придерживается своих Платонических орудий.«Существует очень небольшое количество мысленных экспериментов — и падающие тела Галилея — одно из них — где, я думаю, у нас на самом деле есть a priori познаний о природе. И в этом я резко отличаюсь от Norton ».

«Если мы можем познать законы природы с помощью отражения в кресле, почему бы не вложить больше ресурсов в кресла, а не в ЦЕРН?»

Если он прав в том, что некоторые истины о мире действительно могут быть выведены силой чистой мысли, последствия будут огромными. Во-первых, это естественным образом приводит к вопросу, почему мы получаем лишь редкие, случайные проблески платонической истины.Чем эти случаи отличаются от всех остальных? Но более того, позиция Брауна бросает вызов тому, как мы думали о знаниях последние 400 лет.

Все, от пекарей до юристов, исходят из предположения, что то, что они видят и трогают, в конечном итоге имеет значение: мы выпекаем и выносим решения в реальном мире, а не на платоновских небесах. Как выразился Нортон: «Мы не осуждаем кого-либо, потому что прокурор« просто знает », что обвиняемый виновен». Наука — это прежде всего дисциплина, которая наиболее серьезно относится к наблюдению.«Если Джим [Браун] прав в том, что мы можем узнать законы природы по отражению в кресле, не следует ли нам вкладывать больше ресурсов в кресла, а не в ЦЕРН?» — спросил Нортон, имея в виду европейское физическое сотрудничество, которое запускает Большой адронный коллайдер. . «Мы могли бы купить много кресел по цене ЦЕРН».

Браун не более заинтересован в изменении правил науки, чем Нортон. (Он также признает, что для ученых, вероятно, не имеет большого значения, что философы говорят о своем ремесле. Как якобы заметил Ричард Фейнман: «Философия науки примерно так же полезна для ученых, как орнитология для птиц.Но, по мнению Брауна, лучшее доказательство несостоятельности эмпиризма — или, возможно, «неполноты» — в любом случае исходит не от науки; это происходит из математики и этики.

Эмпиризм не может объяснить, почему квадратный корень из двух является иррациональным числом или почему причинять кому-то боль без причины — это морально неправильно. Хотя Браун восхищается попыткой Нортона провести мысленные эксперименты в ковчеге эмпириков, он подозревает, что сосуд уже безнадежно негерметичен. «Великое достоинство теории Нортона в том, что она спасает эмпиризм», — сказал Браун.«Но меня не впечатляет спасительный эмпиризм, потому что я никогда не был эмпириком с самого начала. Я всегда думал, что эмпиризм — это неудача из-за математики и этики. Я просто не в восторге от этого. Я не хочу его спасать ».

Мысленных экспериментов | Howe Writing в рамках учебной программы

Мысленный эксперимент — это воображаемый сценарий, призванный помочь вам продумать проблему или идею. Философия — не единственная дисциплина, которая их использует.Известные мысленные эксперименты в других дисциплинах включают кота Шредингера (квантовая физика), бесконечный отель Гильберта (математика) и дилемма заключенного (теория игр, экономика). Мысленные эксперименты проникли даже в поп-культуру; Например, проблема с тележкой Филлиппы Фут была показана в ситкоме «Хорошее место», а мысленный эксперимент Фрэнка Джексона «Мэри в комнате» обсуждается в фильме « Ex Machina ».

Мысленные эксперименты можно найти в трудах, восходящих к истокам философии в Древней Греции.Например, в «Республике» Платон просит читателей представить себе кольцо, подобное тому, которое представлено в мифе о Гиге, которое делает вас невидимым, и задает вопрос: что бы вы сделали, если бы у вас было такое кольцо? Вы бы нарушили закон или поступили бы плохо, зная, что это может сойти с рук? Дело не в том, чтобы планировать время, когда вы действительно можете получить такое кольцо, и неважно, действительно ли такое кольцо существует. Дело в том, чтобы заставить вас задуматься о природе справедливости.

Мысленные эксперименты иногда разрабатывались в фэнтези (например, кольцо Голлума в трилогии Хоббит и Властелин колец ) ¹ и в научной фантастике (например, Minority Report ² и The Matrix ³ ). Мысленные эксперименты были даже развиты в более реалистичных художественных произведениях и фильмах (например, Преступлений и проступков, и Отступников, ⁴ ). В каждом случае история дает нам повод задуматься о природе вещей, таких как справедливость, свобода воли или даже сама реальность.

---

^{1. Это, пожалуй, самый известный намек на кольцо Гигеса.}

^{2. Этот фильм исследует вопросы, связанные со свободой воли, детерминизмом и справедливостью.}

^{3. Этот фильм поднимает вопросы, касающиеся разницы между внешним видом и реальностью, проблема, восходящая к Платону и рассматриваемая в мысленном эксперименте Декарта «злой гений». ↩}

^{4. Оба фильма исследуют вопрос, поставленный Платоном в Republic , связанный с кольцом Гигеса: не лучше ли быть плохим человеком, который кажется хорошим, и худшим, быть хорошим человеком, который кажется плохим? Платон отвечает отрицательно.Тем не менее, проблема, как правильно ответить на этот вопрос, сохраняется и остро исследуется в обоих этих фильмах. ↩}

Логика мысленных экспериментов в JSTOR

Абстрактный

В этой статье я утверждаю, что (по крайней мере, многие) философские мысленные эксперименты ненадежны. Но я утверждаю, что это понятие ненадежности следует понимать относительно цели мысленных экспериментов как производства знаний.И относительно этой цели многие мысленные эксперименты в науке столь же ненадежны. Но на самом деле мысленные эксперименты в науке играют разнообразную роль, и я предполагаю, что производство знаний является целью только при весьма ограниченных обстоятельствах. Я защищаю точку зрения, что эти обстоятельства могут (иногда) возникать и в философии.

Информация о журнале

Synthese охватывает темы эпистемологии, методологии и философии науки. Охват включает теорию познания; общие методологические проблемы науки, индукции и вероятности, причинности и роли математики, статистики и логики в науке; а также методологические и фундаментальные проблемы различных наук.Журнал исследует символическую логику и основы математики, имеющие отношение к философии и методологии науки; и те аспекты этики, истории и социологии науки, которые важны для современных актуальных исследований. Журнал фокусируется на роли математических, логических и лингвистических методов в общей методологии науки и в основах различных наук. В журнале есть раздел о знаниях, рациональности и действии как платформа для исследователей.Объем Знания, Рациональности и Действия междисциплинарный: будет интересен исследователям в области искусственный интеллект, агенты, информатика, представление знаний, теория игр, экономика, логика, философия, математика, когнитивная наука, криптографии и теории аукционов, а также специалистам по приложениям, использующим формальные и математические методы и инструменты.

Информация об издателе

Springer — одна из ведущих международных научных издательских компаний, издающая более 1200 журналов и более 3000 новых книг ежегодно, охватывающих широкий круг предметов, включая биомедицину и науки о жизни, клиническую медицину, физика, инженерия, математика, компьютерные науки и экономика.

Что нам следует думать о мысленных экспериментах?

Аристотель: 1984, Риторика (W. Rhys Roberts, Trans.), The Modern Library, New York.

Google ученый

Барри, Брайан: 1979, «Об этике редактирования», Этика вн90 (1), 1-6.

Беквит, Ф. Дж .: 1992, «Личные телесные права, аборт и отключение скрипача», International Philosophical Quarterly 32 (1), 105-118.

Google ученый

Брукс, Д. Х. М .: 1994, «Метод мысленного эксперимента», Метафилософия 25 (1), 71-83.

Google ученый

Браун, Дж. Р .: 1992, «Почему эмпиризм не работает», PSA 1992 2 , 271-279.

Google ученый

Браун, Дж.Р .: 1991, Лаборатория разума: мысленные эксперименты в естественных науках, , Рутледж, Лондон.

Google ученый

Брунер Дж .: 1991, «Повествовательное построение реальности», Critical Inquiry 18 (1), 1-21.

Google ученый

Чандра, С .: 1977, Идентификационные и мысленные эксперименты , Институт перспективных исследований, Симла.

Google ученый

Дэвис, М .: 1983, «Плоды, известные скрипачи и право на дальнейшую помощь», Philosophical Quarterly 33 (132), 259-278.

Google ученый

Деннетт, Д.К .: 1995, «В защиту ИИ», Питер Баумгартнер (редактор), Говорящие мысли: интервью с двадцатью выдающимися учеными-когнитивистами , Princeton University Press, Princeton, pp.57-69.

Google ученый

Деннетт, Д.К .: 1991, Объяснение сознания , Литтл Браун, Бостон.

Google ученый

Деннетт, Д.К .: 1987, Преднамеренная позиция , MIT Press, Кембридж, Массачусетс.

Google ученый

Деннет, Д.К .: 1980, «Молоко человеческой интенциональности», Поведенческие науки и науки о мозге 3 , 428-430.

Google ученый

Финнис, Дж .: 1973, «Права и недостатки абортов: ответ Томсону», Philosophy and Public Affairs 2 (2), 135-145.

Google ученый

Гудин Р. Э .: 1982, Политическая теория и государственная политика, , Издательство Чикагского университета, Чикаго.

Google ученый

Гудинг, Д.С .: 1992, «Что такое экспериментальное по поводу мысленных экспериментов?», PSA 1992 2 , 280-290.

Google ученый

Хакерство, И .: 1992, «Есть ли у мысленных экспериментов собственная жизнь? PSA 1992 2 , 302-308.

Google ученый

Заяц, Р. М .: 1981, Моральное мышление, , Кларендон Пресс, Оксфорд.

Google ученый

Хофштадтер, Д.Р. и Д. К. Деннет (ред.): 1981, The Mind ‘s I: Fantasies and Reflections of Self and Soul, Bantam Books, Toronto.

Google ученый

Ирвин, AD: 1991, «Мысленные эксперименты в научном рассуждении», в T. Horowitz и GJ Massey (ред.), «Мысленные эксперименты в науке и философии» , Rowman & Littlefield Publishers, Inc., Savage, MD С. 149-165.

Google ученый

Джексон, М.W .: 1992, «Метод этики Gedankenexperiment », The Journal of Value Inquiry 26 , 525-535.

Google ученый

Локк, Дж .: 1975, «Об идентичности и разнообразии», в J. Perry (ed.), Personal Identity , University of California Press, Беркли, стр. 33-52.

Google ученый

Маккиннон, К.А .: 1989, К феминистской теории государства , Издательство Гарвардского университета, Кембридж.

Google ученый

Нерсесян, Н. Дж .: 1992, «В лаборатории теоретика: мысленные эксперименты как мысленное моделирование», PSA 2 , 291-301.

Google ученый

Нортон, Дж .: 1991, «Мысленные эксперименты в работе Эйнштейна», в T. Horowitz и G.J. Мэсси (ред.), Мысленные эксперименты в науке и философии , Rowman & Littlefield Publishers, Inc., Savage, MD, стр. 129–148.

Google ученый

Parfit, D .: 1984, Reasons and Persons , Clarendon Press, Oxford.

Google ученый

Перельман, К. и Л. Ольбрехтс-Титека: 1969, Новая риторика , University of Notre Dame Press, Нотр-Дам.

Google ученый

Сирл, Дж.Р .: 1994, Новое открытие разума , MIT Press, Кембридж.

Google ученый

Сирл, Дж. Р .: 1983, Интенциональность: эссе в философии разума , Cambridge University Press, Кембридж.

Google ученый

Серл, Дж. Р .: 1980, «Умы, мозг и программы», Поведенческие науки и науки о мозге 3 , 451-455.

Google ученый

Шапин, С .: 1984, «Насос и обстоятельства: литературная технология Роберта Бойля», Social Studies of Science 14 , 481-520.

Google ученый

Соренсен Р. А .: 1992, Мысленные эксперименты, , Oxford University Press, Oxford.

Google ученый

Стейнем, Г.: 1983, Возмутительные поступки и повседневные восстания , Холт, Рейнхарт и Уинстон, Нью-Йорк.

Google ученый

Томсон, Дж. Дж .: 1971, «Защита абортов», Философия и связи с общественностью 1 (1), 47-66.

Google ученый

Unger, P .: 1990, Identity, Consciousness, and Value , Oxford University Press, New York.

Google ученый

Уоррен М.А .: 1973, «О моральном и правовом статусе абортов», Monist 57 (1), 43-61.

Google ученый

Веннберг, Р .: 1985, Жизнь в равновесии: изучение споров об абортах , Эрдманс, Гранд-Рапидс, Мичиган.

Google ученый

Уилкс, К.V .: 1988, Настоящие люди: личная идентичность без мысленных экспериментов, , Clarendon Press, Oxford.

Google ученый

Рен, М .: 1992, «Аборт и беременность из-за изнасилования», Philosophia, Philosophical Quarterly of Israel 21 (3 и 4), 201-220.

Google ученый

Мысленные эксперименты | Мысленные эксперименты

Представьте, что сумасшедший ученый создал машину, в которую он поместил человеческий мозг.Эта машина, которую мы будем называть «мозговой чан», не только поддерживает мозг живым и функционирует, но и позволяет ученым создавать виртуальные стимулы и передавать их непосредственно в мозг. Мозг будет регистрировать все эти стимулы точно так же, как и обычные человеческие сенсорные ощущения, поскольку они в любом случае уже интерпретируются как электрические сигналы. Таким образом, ученый мог создать целый вымышленный мир, который для плененного мозга казался бы совершенно нормальным.

Что, если бы я сказал вам, что вы, человек, читающий этот пост, на самом деле не человек, а просто мозг в чане? Вы можете попытаться доказать, что я неправ, но вам это покажется довольно трудным, и вы будете не одиноки.Этот мысленный эксперимент озадачил философов с тех пор, как он был впервые предложен в 1641 году Рене Декартом (хотя в эксперименте Декарта вместо чана использовался злой демон. Чан был предложен Гилбертом Харманом в 1973 году, чтобы обновить эксперимент, чтобы приспособить его к современным представлениям о психологии и психологии). нейробиология). Идея мозга в чане (BIV) заключается в том, что ни один мозг никогда не может узнать, находится ли он в черепе или в чане, и, следовательно, никогда не сможет узнать, реально ли все, что он испытывает, или это иллюзия.

Декарт ответил на свою версию эксперимента своим знаменитым cogito, ergo sum («Я думаю, следовательно, я существую»). У меня нет времени или места, чтобы полностью объяснить C ogito в этом посте, но я настоятельно рекомендую всем прочитать об этом. По сути, Декарт утверждает, что либо мир реален и он его переживает, либо его обманывают. Даже если его обманывают, он все равно существует для того, чтобы быть обманутым. Следовательно, того факта, что он может сомневаться в своем существовании, достаточно, чтобы доказать, что он существует.

Важно отметить, что Cogito не доказывает, что его не обманывают (или, используя термины BIV, что он не мозг в чане). Вместо этого Декарт доказывает, что он является чем-то, не обязательно человеком или даже мозгом, но чем-то. Основываясь на C ogito , BIV может знать, что он существует, но он не может ничего знать о себе или о мире.

Этот мысленный эксперимент имеет значение для этики (если вы — мозг в чане и ничто другое не является реальным, нет ничего плохого в том, чтобы делать ужасные вещи другим), эпистемологии (изучение знания и его значения / почему это важно) , наше понимание того, что значит быть человеком, и многие другие философские дисциплины.