中教院:10大著名思想實驗,讓你感受真正的「腦洞大開」!

你聽說過“思想實驗”嗎?

思想實驗是指:使用想象力去進行的實驗,即使在如此發達的現代社會也無法做到,或在未來可能會實現的實驗。

中教院:10大著名思想實驗,讓你感受真正的“腦洞大開”!

今天,我們就來一起了解

十個非常著名的思想實驗。

缸中的大腦

沒有比“缸中的大腦”假說更有影響力的思想實驗了:

想象有一個瘋狂科學家把你的大腦從體內取出,放在某種生命維持液體中。大腦插著電極,電極連到一臺能產生圖像和感官信號的電腦上。因為你獲取的所有關於這個世界的信息都是通過你的大腦來處理的,這臺電腦就有能力模擬你的日常體驗。

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你要如何來證明你周圍的世界是真實的,

而不是由一臺電腦產生的某種模擬環境?

看完這個實驗你是不是有點懷疑人生了?

其實,這個實驗的核心是想讓人們質疑自身經歷的本質,並思考作為一個人的真正意義是什麼。這個實驗的最初原型可以一直追溯至笛卡爾,他用名言“我思故我在”來回答這個問題。而“缸中的大腦”實驗更為複雜,因為連接著電極的大腦仍然可以思考。

至今沒有人能有力地回應其核心問題:你究竟如何才能知道什麼是真實?

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“你要如何回憶我,帶著笑或是很沉默。”

思念真的是一種很懸的東西,

因為……誰也不知道這是不是真實的。

薛定諤的貓

這是物理學家薛定諤提出的量子力學領域中的悖論:

一隻貓、一些放射性元素和一瓶毒氣一起被封閉在一個盒子裡一個小時。

在一個小時內,放射性元素衰變的幾率為50%。如果衰變,那麼一個連接在蓋革計數器上的錘子就會被觸發,並打碎瓶子,釋放毒氣殺死貓。因為這件事會否發生的概率相等,薛定諤認為在盒子被打開前,盒子中的貓被認為是既死又活的。

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既死又活?是啥意思?

薛定諤的貓這個實驗的核心思想是因為事件發生時不存在觀察者,盒子裡的貓同時存在在其所有可能的狀態中(既死又活)。薛定諤最早提出這個實驗是在回覆一篇討論量子態疊加的文章時。

薛定諤的貓同時也說明了量子力學的理論是多麼令人無法理解。其中最奇異的就屬“多重世界”假說,這個假說表示有一隻死貓和一隻活貓,兩隻貓存在在不同的宇宙之中,並且永遠不會有交集。

假如把貓換成人,

那麼也就是說在“多重世界”裡,

有另一個我。

而兩個我彼此卻沒有交集。

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中文房間

中文房間實驗由哲學家John Searle提出:

想象一位只說英語的人身處房間之中,這間房間除了門上有一個小窗口以外,全部都是封閉的。他隨身帶著一本寫有中文翻譯程序的書,房間裡還有足夠的稿紙、鉛筆和櫥櫃。

寫著中文的紙片通過小窗口被送入房間中,房間中的人可以使用他的書來翻譯這些文字並用中文回覆。雖然他不會中文,房間裡的人卻可以讓房間外的人以為他會說流利的中文。

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在外國人眼裡,中文是不是最難的一種文字啊?

哈哈!

Searle創造了“中文房間”思想實驗來反駁電腦和其他人工智能能夠真正思考的觀點。房間裡的人不會說中文;他不能夠用中文思考。但因為他擁有某些特定的工具,他甚至可以讓以中文為母語的人以為他能流利地說中文。

根據Searle這個實驗可見,電腦就是這樣工作的。它們無法真正的理解接收到的信息,但它們可以運行一個程序,處理信息,然後給出一個智能的印象。

所以,真正智能的不是電腦,

而是創造出電腦的人類呢!

“猴子和打字機”

“猴子和打字機”實驗的內容是:

如果無數多的猴子在無數多的打字機上隨機打字,並持續無限久的時間。那麼在某個時候,他們必然會打出莎士比亞的全部著作。

這個設想在20世紀初被法國數學家Emile Borel推廣,但其基本思想——無數多的人員和無數多的時間能產生任何/所有東西——可以追溯至亞里士多德。

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“猴子和打字機”定理是用來描述無限的本質的最好方法之一,人的大腦很難想象無限的空間和無限的時間,無限猴子定理可以幫助理解這些概念可以達到的寬度。猴子能碰巧寫出《哈姆雷特》這看上去似乎是違反直覺,但實際上在數學上是可以證明的。

這個定理本身在現實生活中是不可能重現的,但這並沒有阻止某些人的嘗試:2003年,一家英國動物園的科學家們“試驗”了無限猴子定理,他們把一臺電腦和一個鍵盤放進靈長類園區。可惜的是,猴子們並沒有打出什麼十四行詩。根據研究者,它們只打出了5頁幾乎完全是字母“s”的紙。

覺得這個猴子打出《哈姆雷特》的概率,

應該比中500萬彩票還要難吧!

但是,誰說又沒有可能呢?

只要功夫深,鐵杵還能磨成針呢!

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(哈哈哈,猝不及防來一波正能量~)

伽利略的重力實驗

為反駁亞里士多德的自由落體速度取決於物體的質量的理論,伽利略構造了以下思想實驗:

根據前者的說法,如果輕的物體和重的物體綁在一起然後從塔上丟下來,那麼重的物體下落速度快,兩個物體之間的繩子會被拉直。這時輕的物體對重物會產生阻力,使得下落速度變慢。

但是,從另一方面來看,兩個物體綁在一起以後質量應該比任意一個單獨物體都大,那麼整個系統下落的速度應該更快。這個矛盾證明了亞里士多德的理論是錯誤的。

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這個思想實驗幫助證明了一個很重要的理論:

無論物體的質量,不考慮阻力的情況下,

所有物體自由落體的速率都是一樣的。

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這是初中物理需要學習的知識點

大家拿筆記一下~

特修斯之船

最早出自普魯塔克的記載。一艘可以在海上航行幾百年的船,歸功於不間斷的維修和替換部件。只要一塊木板腐爛了,它就會被替換掉,以此類推,直到所有的功能部件都不是最開始的那些了。最終產生的這艘船是否還是原來的那艘特修斯之船?如果不是,那麼什麼時候它不再是原來的船了?

哲學家對此進行了延伸,如果用特修斯之船上取下來的老部件來重新建造一艘新的船,那麼兩艘船中哪艘才是真正的特修斯之船?

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特修斯之船被用來研究身份的本質。特別是討論一個物體是否僅僅等於其組成部件之和。更現代的例子就是一個不斷髮展的樂隊,直到某一階段樂隊成員中沒有任何一個原始成員。這個問題可以應用於各個領域。這個實驗的核心思想在於強迫人們去反思身份僅僅侷限在實際物體和現象中這一常識。

那麼問題來了,

刷了牆,換了新的傢俱家電,

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愛因斯坦的光線

愛因斯坦著名的狹義相對論是受啟於他16歲做的思想實驗。

在他的自傳中,愛因斯坦回憶道他當時幻想在宇宙中追尋一道光線。他推理說,如果他能夠以光速在光線旁邊運動,那麼他應該能夠看到光線成為“在空間上不斷振盪但停滯不前的電磁場”

對於愛因斯坦,這個思想實驗證明了對於這個虛擬的觀察者,所有的物理定律應該和一個相對於地球靜止的觀察者觀察到的一樣。

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事實上,沒人確切知道這意味著什麼。科學家一直都在爭論一個如此簡單的思想實驗是如此幫助愛因斯坦完成到狹義相對論這如此巨大的飛躍的。在當時,這個實驗中的想法與現在已被拋棄的“以太”理論相違背。但他經過了好多年才證明了自己是正確的。

說個題外話,

在那麼多科學家裡,

小編一直都覺得愛因斯坦這個小老頭兒,

最!迷!人!

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定時炸彈

沒錯了!這就是動作電影、警匪片裡經常出現的,

“定時炸彈”!

定時炸彈的思想實驗要求你想象一個炸彈或其他大規模殺傷性武器藏在你的城市中,並且爆炸的倒計時馬上就到零了。在羈押中有一個知情者,他知道炸彈的埋藏點。你是否會使用酷刑來獲取情報?

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與電車難題類似,定時炸彈情景也是強迫一個人從兩個不道德行徑中選擇的倫理問題。這個實驗一般被用作對那些說在任何情況下都不能使用酷刑的反駁,也被用作在極端形勢下法律可以被放在第二位的例子。

一份英國報紙提出了更為極端的看法:如果那個恐怖分子對酷刑毫無反應,那麼當局者是否願意拷打他的妻子兒女來獲取情報。

那就是——世界和平。

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空地上的奶牛

認知論領域的一個最重要的思想實驗就是“空地上的奶牛”。它描述的是:

一個農民擔心自己的獲獎的奶牛走丟了。這時送奶工到了農場,他告訴農民不要擔心,因為他看到那頭奶牛在附近的一塊空地上。

雖然農民很相信送奶工,但他還是親自看了看,他看到了熟悉的黑白相間的形狀並感到很滿意。過了一會,送奶工到那塊空地上再次確認。那頭奶牛確實在那,但它躲在樹林裡,而且空地上還有一大張黑白相間的紙纏在樹上,很明顯,農民把這張紙錯當成自己的奶牛了。

問題出現了,

雖然奶牛一直都在空地上,

但農民說自己知道奶牛在空地上時是否正確?

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空地上的奶牛最初是被EdmundGettier用來批判主流上作為知識的定義的JTB(justified true belief)理論,即當人們相信一件事時,它就成為了知識;這件事在事實上是真的,並且人們有可以驗證的理由相信它。

在這個實驗中,農民相信奶牛在空地上,且被送奶工的證詞和他自己對於空地上的黑白相間物的觀察所證實。而且經過送奶工後來的證實,這件事也是真實的。

儘管如此,農民並沒有真正的知道奶牛在那兒,因為他認為奶牛在那兒的推導是建立在錯誤的前提上的。Gettier利用這個實驗和其他一些例子,解釋了將知識定義為JTB的理論需要修正。

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你看到的奶牛是不是真的奶牛呢?

“你說的黑不是黑,你說的白是什麼白”……

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電車難題

電車難題可以說是,

比“我和你媽掉水裡先救誰”更扎心的,

問題之一了。

電車難題最早是由哲學家PhilippaFoot提出的,用來批判倫理哲學中的主要理論,特別是功利主義。功利主義提出的觀點是,大部分道德決策都是根據“為最多的人提供最大的利益”的原則做出的。

從一個功利主義者的觀點來看,明顯的選擇應該是拉拉桿,拯救五個人只殺死一個人。但是功利主義的批判者認為,一旦拉了拉桿,你就成為一個不道德行為的同謀——你要為另一條軌道上單獨的一個人的死負部分責任。然而,其他人認為,你身處這種狀況下就要求你要有所作為,你的不作為將會是同等的不道德。

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總之,不存在完全的道德行為,這就是重點所在。許多哲學家都用電車難題作為例子來表示現實生活中的狀況經常強迫一個人違揹他自己的道德準則,並且還存在著沒有完全道德做法的情況。

其實,古人就曾說過,

“己所不欲,勿施於人。”

簡單的說,就是不要強迫任何人,

做違揹他的道德準則的事。

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看完這10大思想實驗,

是不是特別佩服這些腦洞大開的科學家們呢?

是不是也被實驗中的無限想象和創意圈粉了呢?

去找找那些你覺得更有意思的思想實驗吧!

記得分享給我們哦~

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