Gravitációs hullámok. Érdekes gondolatkísérletek Gondolatkísérletek példái

Ne veszíts. Iratkozzon fel, és e-mailben megkapja a cikk linkjét.

Mi az a gondolatkísérlet?

A gondolatkísérlet a filozófiában, a fizikában és számos más tudományban a kognitív tevékenység egyik formája, ahol egy helyzetet nem egy mindannyiunk számára ismert valós kísérlet formájában modelleznek, hanem a képzeletben. Ezt a fogalmat először Ernst Mach osztrák pozitivista filozófus, mechanikus és fizikus vezette be.

Ma a "gondolatkísérlet" kifejezést aktívan használják különböző tudósok, vállalkozók, politikusok és szakemberek a világ különböző területein. Vannak, akik szívesebben végzik saját gondolatkísérleteiket, mások pedig mindenféle példát hoznak rájuk, melyek közül a legjobb példákat szeretnénk bemutatni.

Ahogy a név is sugallja, összesen nyolc kísérletet veszünk figyelembe.

Filozófiai zombi

Képzelj el egy élő halottat. De nem baljós, hanem olyan szerény, ártalmatlan, hasonló egy hétköznapi emberhez. Csak az különbözteti meg az emberektől, hogy nem tud semmit érezni, nincs tudatos tapasztalata, de képes megismételni azok cselekedeteit, reakcióit az emberek után, ha például tűzzel égetik, ügyesen utánozza a fájdalmat.

Ha létezne egy ilyen zombi, az szembemenne a fizikalizmus elméletével, ahol az ember észlelése csak a fizikai sík folyamatainak köszönhető. A filozófiai zombi szintén semmilyen módon nem korrelál a viselkedési nézetekkel, amelyek szerint az ember bármilyen megnyilvánulása, vágya és tudata viselkedési tényezőkre redukálódik, és egy ilyen zombi nem különböztethető meg egy hétköznapi embertől. Ez a kísérlet részben a mesterséges intelligencia problémáját is érinti, mert egy zombi helyén egy hírhedt android állhat, amely képes lemásolni az emberi szokásokat.

kvantum öngyilkosság

A második kísérlet a kvantummechanikára vonatkozik, de itt megváltozik - a szemtanú pozíciójából a résztvevő pozíciójába. Vegyük például Schrödinger macskáját, aki fejbe lőtte magát egy radioaktív atom bomlásával hajtott fegyverrel. A pisztoly az esetek 50%-ában elsüthet. , két kvantumelmélet ütközik: "Koppenhága" és a sok világ.

Az első szerint a macska nem lehet egyszerre két állapotban, i.e. vagy él, vagy hal. A második szerint azonban minden új lövöldözési kísérlet két lehetőségre osztja az univerzumot: az elsőben a macska él, a másodikban pedig halott. A macska alteregója azonban, aki életben maradt, nem vesz tudomást haláláról egy párhuzamos valóságban.

A kísérlet szerzője, Max Tegmark professzor a multiverzum elmélete felé hajlik. De a kvantummechanika szakértőinek többsége, akiket a Tegmark megkérdezett, bízik a „koppenhágai” kvantumelméletben.

Méreg és jutalom

A tudatlanság függönye

Csodálatos kísérlet a társadalmi igazságosság témájában.

Példa: minden, ami a társadalmi szerveződéssel kapcsolatos, az emberek egy bizonyos csoportjára van bízva. Annak érdekében, hogy az általuk kidolgozott koncepció a lehető legobjektívebb legyen, ezeket az embereket megfosztották a társadalomban elfoglalt helyzetükről, az osztályokhoz való tartozásukról, az intelligenciahányadosról és más olyan ismeretektől, amelyek garantálni tudják a versenybeli fölényt - ez mind a „tudatlanság függönye” ”.

A kérdés az, hogy milyen társadalomszervezési koncepciót választanak az emberek, akik képtelenek saját személyes érdekeiket figyelembe venni?

Kínai szoba

Egy férfi, aki egy szobában van, ahol kosarak vannak tele hieroglifákkal. Rendelkezésére áll egy részletes kézikönyv az anyanyelvén, amely elmagyarázza a szokatlan karakterek kombinálásának törvényeit. Nem szükséges minden hieroglifa jelentését megérteni, mert csak a rajzolási szabályok érvényesek. De a hieroglifákkal való munka során olyan szöveget hozhat létre, amely nem különbözik egy kínai lakos írott nyelvétől.

A szoba ajtaján kívül emberek kínai nyelvű kérdésekkel ellátott kártyákat adnak át a remete felé. Hősünk, figyelembe véve a tankönyv szabályait, válaszol rájuk - válaszai számára nincs értelme, de a kínaiak számára meglehetősen logikusak.

Ha a hőst számítógépként, a tankönyvet információs bázisként, az emberek üzeneteit pedig a számítógéphez intézett kérdésekként és válaszokként képzeljük el, a kísérlet megmutatja a számítógép korlátait, és azt, hogy nem képes elsajátítani az emberi gondolkodást abban a folyamatban, amikor egyszerűen válaszol kezdeti feltételek programozott módon.

Végtelen majom tétel

E kísérlet alapján egy absztrakt majom, ha az örökkévalóságig kaotikusan ütögeti a nyomdagép billentyűit, akkor az egyik pillanatban képes lesz bármilyen szöveget kinyomtatni, ami eredetileg adott volt, például Shakespeare Hamletét.

Még ezt a kísérletet is megpróbálták életre kelteni: a Plymouthi Egyetem tanárai és hallgatói kétezer dollárt gyűjtöttek össze azért, hogy számítógépet adjanak ki hat makákónak az állatkertben. Egy hónap telt el, de a „testvérek” nem értek el sikert - irodalmi örökségük mindössze öt oldalt tartalmaz, ahol az „S” betű dominál. A számítógép szinte teljesen megsemmisült. Maguk a kísérletezők azonban azt mondták, hogy sokat tanultak projektjükből.

Kitalálhat néhány saját szokatlan gondolatkísérletet - ehhez csak meg kell fordítania a fejét és. De gondoltál már arra, hogy sokan közülünk, szinte mindenki mentálisan végzünk mindenféle kísérletet, például magunkkal, hozzánk közel állókkal vagy akár háziállatokkal? Ha legközelebb elképzelsz egy szituációt, írd le papírra, vagy akár publikáld is – lehet, hogy ötleteid jól fejlődnek.

Ma nagyon nehéz engedélyt kapni egy ilyen vagy olyan kísérlet elvégzésére. És még ha ez meg is történik, előre nem látható körülmények zavarhatják a munkát. Ezért minden probléma leküzdéséhez és a megkezdett munka befejezéséhez nagyon fontos a lelki tisztaság megőrzése. Az alábbiakban a filozófusok által javasolt tíz bizarrabb gondolatkísérlet található, amelyek segítenek megérteni a minket körülvevő világot.

10. Buridan szamara

Képzeld el, hogy a szamarat pontosan két egyformán csábító szénabála közé helyezték. Valójában nincs különbség a két lehetséges vacsora között. Mit fog csinálni a szamár? Hiszen minél éhesebb lesz, annál többet akar enni, és annál fontosabb lesz a választása. Ha egyik szénabála sem jobb, mint a másik, hogyan válassza ki a szamár, hogy melyiket egye? Addig is töpreng a választásán, amíg meg nem hal.

Bár ezt a gondolatkísérletet "Buridan szamarának" nevezik, a XIV. századi filozófusok számos munkája közül egyik sem írja le, ennek az időszaknak tulajdonítják e gondolatkísérlet megjelenésének pillanatát. Ilyen gondolatok csak Arisztotelész életében fogalmazódtak meg. Talán a szabad akarattal kapcsolatos fontos kérdések megválaszolásához, amelyeket ez a kísérlet felvet, könnyebb átültetni a gyakorlatba, és megnézni, hogyan viselkedik egy igazi szamár hasonló körülmények között. De ha tudományos körökben reális egy szamarat találni, akkor két teljesen egyforma szénabálát adni neki nem olyan egyszerű.

9. Platón barlangja

A barlang mítosza Platón híres allegóriája, amely megmagyarázza a valóságról alkotott elképzelésének lényegét. Platón szemszögéből nézve a valóság, amellyel érzékszerveinkkel érintkezünk, nem más, mint egy árnyék. magasabb valóság. Ezt a gondolatot nem olyan könnyű megérteni, ezért egy allegória segítségével fejezte ki:

Képzelje el, hogy egy barlangban van láncolva, és most nem tudja mozgatni a fejét. Csak a falat látod közvetlenül magad előtt. Hallod, hogy mások melletted láncolnak, de nem látod őket. Mögötted valahol tűz ég, és rávilágít erre a falra. Amikor az emberek a tűz és a fal között sétálnak, láthatod az árnyékukat, és hallhatod lépteik fojtott visszhangját. Biztos vagy benne, hogy minden árnyék, amit látsz, valódi? Akkor valahogy megszabadulsz a rabságtól. Állsz, nézed a tüzet, és látod, ahogy az összes tárgy a falra veti árnyékát. A barlang kijárata is látható. Ragyogó napfény süt onnan, ami elvakítja a szemét, de hamarosan megismeri a való világot. De ha ezután ismét visszarángatnak a barlangba, a szeme ismét nehezen lesz látható a hirtelen beborító sötétségben. Ha megpróbálod elmagyarázni a valóság természetét más leláncolt embereknek, őrültnek fognak tartani, ugranak, sőt, meg is ölnek.

8. Kínai szoba

Tegyük fel, hogy nem tud kínaiul beszélni vagy olvasni. Egy szobában találja magát, amely tele van kínaiul írt könyvekkel és angolul írt utasításokkal, amelyek részletesen elmagyarázzák, mit kell tennie. Egy kínai betűkkel ellátott papírlapot visznek be a szobába.

Az utasításokat követve szorgalmasan kiírod az összes kínai karaktert, lefordítod és átadod válaszodat annak, aki az ajtóban várakozik. Ennek a személynek úgy tűnik, hogy Ön jól tud kínaiul, pedig valójában csak egy alapvető fordítási szabályt követett.

Ez a gondolatkísérlet John Searle-től származik, és egyfajta válasz a Turing-tesztre. Ha egy számítógép képes elhitetni velünk, hogy egy személlyel beszélünk, ez azt bizonyítja, hogy van intelligenciája? Az emberek Searl szobájában úgy viselkednek, mint egy számítógép. Betartanak egy bizonyos szabályrendszert, de nem értik a lényeget, amit csinálnak.

7 Derek Parfit megosztott agya

Derek Parfit filozófus, aki a személyes identitás elméletét tanulmányozta, és megkérdőjelezi annak elképzelését, hogy az idő múlásával stabil létezne.

Képzeljük el, hogy orvosainknak eddig soha nem látott magasságokat sikerült elérniük az agyátültetésben. Az agyadat eltávolították, kettéosztották, és mindkét felét a saját tested két klónjába helyezték. Aztán mindannyian felébredtek, elnyerték az emlékeiket, és most úgy gondolják és érzik, hogy te vagy. Tehát most két ember állítja magáról, hogy te vagy. Most két különböző vagy.

És most a kérdés: "Képes lennél elpusztítani azt, ami az agyad két részéből jött létre?"

6 Mocsári ember

David Donaldson apollónként emlegetett Understanding Your Mind című művében az identitáselméletbe nyúl bele:

Egy nap Donaldson egy mocsárban sétált. Sajnos villám csapott belé, és holtan esett el. Ezzel egy időben újabb villám csapott be a mocsár másik részébe. Ez a második csapás pontosan úgy rendezte át a mocsár azon részének atomjait, mint Donaldson, mielőtt villámcsapás érte. Így született meg egy új Mocsári Ember, aki anélkül, hogy különösebben figyelt volna környezetére, kibújt a mocsárból, és úgy kezdett gondolkodni és viselkedni, mint David Donaldson, nem tudva az igazságot saját származásáról.

Mondhatjuk, hogy David Donaldson jelentős károkat szenvedett? A Swamp Man az igazi David Donaldson? Sajnos erre a kérdésre csak akkor fogunk tudni választ adni, ha megvárjuk a teleportáció létrejöttét, mert a folyamat során pontosan ez történik.

5. Agy egy lombikban

Mi lenne, ha most azt mondanák, hogy nem a szemeiddel olvasod ezt a cikket? Mi van, ha valójában csak egy lombikban lebegő agy vagy? Azt gondolhatnánk, hogy észreveszi ezt az állapotot, de ez a lombik egy összetett gépezet. Ebben az összes szenzoros adat közvetlenül a meztelen agyba kerül. Minden, amit lát, hall, érint és szagol, csak elektromos jel, amelyet az agy szürkeállományába küldenek. Ha a környező világ szimulációja ennyire tökéletes és folyamatos, akkor hogyan tudod bizonyítani, hogy mindez a valóságban történik?

4 Utility Monster

Az utilitarizmus egy etikai filozófia, amely kimondja, hogy úgy kell cselekednünk, hogy a legtöbb jót hozzuk létre a legtöbb ember számára. Lényegének csak rövid összefoglalása teszi szinte tökéletessé, de gondolatkísérletek segítségével fel lehet tárni az utilitarizmus hasznosságának határait.

Képzeld el, hogy létrehoztunk egy lényt, amely többet használ a dolgoknak, mint a hétköznapi emberek. Amikor megesszünk egy tortát, bizonyos mennyiségű boldogságot kapunk tőle, de a mi alkotásunk - a Hasznossági Szörny - 1000-szer többet kap. Azaz, ha csak egy torta van, akkor nyilvánvaló, hogy az utolsóból a legtöbbet kihozva azt a Utility Monsternek kell adni. Ha két torta van, akkor is mindkettőt oda kell adnunk szörnyetegünknek, hiszen együtt elfogyasztva nagyobb boldogságot okoz neki, mintha kettéosztanánk. Így, ha az Utility Monster többet használ bármiből, mint az átlagember, az a legtöbbünket szerencsétlenné tesz, de a boldogság általános szintje a világon tovább fog emelkedni és emelkedni. Egyébként a modern társadalomban pontosan ez történik.

3. Híres hegedűművész, Thomson

Az utilitarizmus további heves kritikusai azok, akik értékelik az egyéni jogokat. Képzeld el, hogy jelenleg emberek tucatjai várnak szervátültetésre, miközben te egészséges szervek sétazsákja vagy. Lehet, hogy boldog vagy, de több tucat ember, akinek szüksége van a szerveire, sokkal boldogabb lesz, ha megadja őket nekik. Haszonelvű szempontból bele kell egyeznie abba, hogy megöli magát (ez egy kicsit szomorú), és más embereknek adományozza szerveit (ami sok boldogságot fog hozni).

Judith Jarvis Thompson a következő gondolatkísérletet javasolta: Egy reggel egy eszméletlen hegedűs mellett ébredsz fel. Beteg, és csak a véred tartja életben. A Zenebarátok Társasága fizetett az orvosoknak, hogy éjszaka kapcsolják össze a keringési rendszerét a beteggel. És ahhoz, hogy életben tartsa a híres hegedűst, kilenc hónapig kell így feküdnie. Ha megszakad a hegedűstől, meghal. Megengeded magadnak, hogy elszakadj egy beteg embertől? Még ha soha nem is egyeztél bele egy ilyen eljárásba, felelősséget érzel a hegedűssel szemben?

2. Wittgenstein bogarak

Képzeld el, hogy mindenki kapott egy dobozt, amelybe csak ő nézhet bele. A dobozban mindenkinek van egy úgynevezett "bogár". Mindenki "bogárnak" nevezi a dobozában lévő dolgot, de soha senki nem tudja összehasonlítani a dobozának tartalmát azzal, ami mások dobozában van. Csak a saját dobozunkban tudjuk, hogy néz ki egy "bogár". Lehetséges, hogy mindenki másnak valami egészen más van a dobozában. Vagy talán teljesen üresek a dobozaik.

A kísérlet lényege, hogy mindannyian azokra a dolgokra hivatkozunk, amelyeket mások nem láthatnak úgy, ahogy mi látjuk. Egyszer a gyerekek megkérdezik a felnőtteket, hogy az általuk látott kék pontosan ugyanaz-e, mint amit mások látnak. Amikor fájdalmat érzek, honnan tudhatom, hogy pontosan ugyanaz-e a fájdalom, mint amit te érzel, amikor azt mondod, hogy valami fáj?

1. Mária szobája

Mary világszínvonalú tudós. Mindent tud a színekről. A színnek nincs egyetlen fizikai, kémiai vagy neurofiziológiai vonatkozása sem, amelyet még ne fedezett volna fel és ne sajátított volna el. De van itt egy nagy hiba: minden kutatását egy fekete-fehér szobában ülve végzi. Egy napon Mary kijön a szobájából, és először látja az összes színt. Vajon ezek után tanul valami újat, vagy még egyszer megbizonyosodik arról, hogy minden tudása helyes volt?

Ezt a gondolatkísérletet Frank Jackson Amit Mary nem tudott című művében írja le, és érinti a filozófia egyik legmélyebb problémáját: mi a tudás? Talán még egy tisztán gondolatkísérlet keretein belül sem fogjuk tudni soha kideríteni azt, amit eddig nem tudunk.

Fordítás: http://muz4in.net/

Melyek a leglenyűgözőbb gondolatkísérletek, amelyekkel találkoztál?

Miért nem lépnek velünk kapcsolatba az idegenek?

Van egy féreg az úton, és elhaladsz mellette. Tudja a féreg, hogy intelligens vagy? A féregnek fogalma sincs az intelligencia fogalmáról, mert te sokkal intelligensebb vagy, mint ő. Tehát a féregnek fogalma sincs arról, hogy valami intelligens dolog elment mellette. Ez arra készteti az embert, hogy elgondolkozzunk azon, hogy bizonyos szuperlények is „elhaladnak” mellettünk. Lehet, hogy nem érdeklődnek irántunk, mert túl hülyék vagyunk ahhoz, hogy egy esetleges párbeszédre még csak gondoljanak is? Nem mész el egy féreg mellett, és azt gondolod: "Kíváncsi vagyok, mire gondol?" Ez lehet az egyik legjobb magyarázat arra, hogy az idegenek még nem vették fel velünk a kapcsolatot. Ha figyelnek minket, akkor arra a következtetésre juthatnak, hogy a Földön semmi jele nincs értelmes életnek.

Hogy te és én "nyomai" járják az univerzumot

Minden tömegű objektumnak van gravitációs tere. Így a gyermek születésekor gravitációs tere függetlenné válik, és folyamatosan növekvő gömb alakjában kezd fénysebességgel terjedni a térben.

Gravitációs terünk ereje a távolsággal gyengül, de soha nem éri el a nullát. Tehát születésünk után 8,3 perccel a végtelenben terjedő hullámok érintették a Nap felszínét. 5,5 órával később elérték a Plútót.

1 év elteltével a gravitációs mezőnk 11,8 billió mérföld átmérőjű gömbré bővül. 4 év után egy kis mezővel megcsúszik legközelebbi ismert csillagunk - Proxima Centauri - felszínén. Harminc éves korunkra gravitációs mezőnk 300 billió mérföldre tágult körülöttünk az űrben.

Még mindig kicsinek érzi magát? Ami igazán kényelmetlenné teszi, az az, hogy ha meghalunk, a gravitációs mezőnk örökké fennmarad, végtelenül terjed az univerzumban, áthalad az Androméda galaxison évmilliók után és még tovább.

Mindenki darabjai, akiket valaha ismertünk, élők vagy halottak, éppen most söpörnek végig a világűr mélyén. Legtávolabbi őseink gravitációs mezői és minden, ami valaha létezett, végigszáguldanak az univerzumon, egyre csökkennek, de soha nem tűnnek el igazán.

Hogyan néz ki az időben visszautazás?

Milyen átélni az időutazást visszafelé? Eleinte úgy tűnik, mintha csak visszatekerve nézne mindent, de ha jobban belegondol, teljesen más érzés lesz.

Az idő minden egyes pillanatában, nevezzük T=0-nak, feldolgozzuk az agyunkba kódolt információt, ami visszatükrözi a múlt emlékeit, pillanatait: T=-1, T=-2, T=-3 stb. valamint a jövő sokkal homályosabb elvárásai és vizualizációi: T=1, 2, 3 stb.

Általában a T=0 pillanattól kezdve a T=1-ig tartunk. Ekkor a fizikai folyamatok létrehozzák a memóriában a T=0 pillanat rekordját, amely pillanatok hosszú sorozatában emelkedik fel a múltból.

Most tegyük fel, hogy ehelyett T=-1-re térünk vissza. Vannak emlékeink a T=0-ról? Nem. Nem azok, mert visszamentünk az időben ahhoz a pillanathoz, amikor az Univerzum T=-1-nél létezett, és abban a pillanatban emlékeink voltak a T=-2-ről, és csak a T=0-ra számítottunk. És ha visszamegyünk T=-2-re, akkor abban a pillanatban T=-3-ra emlékeink és T=-1-re várunk.

Így bármennyire is visszafelé megyünk, az idő bármely pillanatában még mindig emlékezni fogunk az előzőre, és elképzeljük a következőt. Nincs olyan pillanat, amikor láthatnánk, hogyan áll össze a tojás egy egésszé, ahelyett, hogy széttörne. Úgy érzi, ez ugyanaz lesz, mint a továbblépés.

És most arra a felismerésre jutottunk, hogy nem mozdulhatunk vissza. Ha a visszafelé mozgás minden pillanata pontosan olyan, mint az előrehaladás, akkor ez mit jelenthet? Egyáltalán haladunk előre?

Az alattunk lévő szilárd föld egy mítosz

Egy tiszta éjszakán feküdjön le a hátsó udvarban, és nézze meg a csillagokat.

Eleinte érezni fogja a stabil talajon pihenés ismerős kényelmét, miközben felnéz az égen pislákoló csillagokra. De gondoljunk csak arra, hogy mi nem igazán vagyunk „itt”, és a csillagok sem igazán „ott vannak”. Az egész csak illúzió. A valóságban a gömb felületéhez "ragadtunk", ami nagy sebességgel egyik oldalról a másikra dobódik a térben. Nem csak a statikus csillagos eget nézed, az űr hatalmasságát szinte úgy látod, mintha egy óriási űrhajó pilótafülkéjében lennél.

Hogyan néz ki az utazás egy párhuzamos univerzumba?

Képzeld el, hogy egy fekete négyzet vagy egy fehér papírlapon. Üdvözöljük Flatlandban. Itt teljesen szabadon mozoghatsz, de csak két dimenzióban. Egyszerűen nincs harmadik, és nincs fel és le.
De léteznek itt háromdimenziós objektumok? Igen. De az olyan síkvidékiek, mint te, soha nem fogják látni őket. Csak a 3D objektum síkját láthatja.

Most képzelje el, hogy egy papírlap másik oldalán megtalálja a maga fajtáját. El tudsz jutni a másik oldalra, hogy köszönj a szomszédnak? Mert van egy sík közted és közte, és hihetetlennek tűnik, hogy át tud hatolni a túloldalra, ráadásul nem lehet lyukat csinálni, mert a harmadik dimenzió nem létezik.

De még mindig van lehetőség. Ha a lap egy Möbius-szalag lenne, akkor például egy hangya végigkúszna a lap teljes hosszán, és visszatérne a kiindulási pontjához, mindkét oldalán elhaladva, de nem keresztezné a széleit.

Vagyis ehhez Síkföldnek kanyarra van szüksége. De szabad? Nem válna így Síkföld háromdimenziós térré? Igen és nem. A Möbius-csík háromdimenziós, de a rajta lévő hangyákhoz hasonlóan Síkföld lakói egy papírlap két dimenziójára korlátozódnak.

Emberként hasonlítunk a laposföldiekre, mivel három dimenzióra korlátozódunk, és a negyedikben nem utazhatunk tetszés szerint.

Képzeljünk el egy, az univerzumunkból készült Mobius-csíkot a 3D-s térben, aminek egy görbéje is van, amely hozzáférést biztosít egy párhuzamos univerzumhoz. Síkvidék lakóihoz hasonlóan mi is megismerhetjük "háromdimenziós univerzumunk másik oldalának", vagyis egy párhuzamos univerzumnak a lakóit. Felfedezhetünk egy univerzumot, amely drasztikusan különbözik a miénktől.

De hol van ez a kanyar? És általában, létezik? Milyen következményekkel jár ennek a Möbius-szalagnak a létezése? Lehetséges, hogy a 4. dimenzióhoz hozzáférő szuperlények csak szórakozásból hozták létre ezt a kanyart, mint ahogy mi ragasztjuk a Mobius csíkot a hangyáknak? Ez csak néhány kérdés a sok közül...

Milyen vaknak lenni

Félig vak vagyok, vagyis nem látok semmit a bal szememmel. Ez azt jelenti, hogy nem látok semmit. Mindez egyszerűen nem létezik. A legtöbb ember nem érti, mit jelent semmit sem látni. És amikor felteszik ezt a kérdést, általában így válaszolok.

Emeld fel a kezed az arcod elé. Nézz rá. Látod, hogy néz ki most a kezed? Gondolj tovább a kezedre. Most vegye le a kezét a fejéről. Hogy néz ki most a kezed? Semmiképpen. Az a kéz, amelyet maga előtt láttál, most kikerült a perifériás látásodból, és egyszerűen nincs ott. Most képzelje el, hogy a bal oldali perifériás látása csökkent, és a látómezőnek csak a felét látja. Én pont így látom.

Sal Khan amerikai oktató, vállalkozó és egykori hedge fund elemző egy meglepő és inspiráló gondolatkísérletet javasolt a 2012-es MIT diplomaosztó beszédében.

„Képzeld el magad 50 év múlva. Nemrég töltötted be a 70. életévedet, karriered a végéhez közeledik. A kanapén ülve nézte Kardashian elnök holografikus beszédét.

Kezd emlékezni az életedre, átgondolod a legfontosabb pillanatokat. Gondoljon a karrierje sikerére, arra, hogy képes volt-e ellátni családját. De aztán elgondolkozol azon, amit megbántál, mindazokra a dolgokra, amelyeket szeretnél, ha egy kicsit másképp csináltál volna. Gondolom, lesznek ilyen pillanatok.

Képzeld el, hogy abban a pillanatban, amikor belegondolsz, egy dzsinn jelenik meg a semmiből, és azt mondja: „Felhallottam a sajnálkozásodat. Valóban súlyúak. De mióta te jó ember Kész vagyok egy második esélyt adni, ha akarod." Azt mondod: „Persze”, és a dzsinn csettintett az ujjával.

Hirtelen ott leszel, ahol ma vagy. Érezve tónusos, egészséges 20 éves testét, kezdi megérteni, hogy ez valóban megtörtént. Valójában megvan az esélye, hogy mindent újra megcsináljon, hogy karriert és erős kapcsolatokat építsen.”

Ez a gondolatkísérlet John Locke és William Molyneux filozófusok vitájában született.

Képzeljünk el egy születésétől fogva vak embert, aki tudja, hogy érintéssel miben különbözik a labda a kockától. Ha hirtelen visszanyeri látását, képes lesz vizuálisan megkülönböztetni ezeket a tárgyakat? Nem tud. Amíg a tapintási észlelés nem kapcsolódik a vizuálishoz, nem fogja tudni, hol van a labda és hol a kocka.

A kísérlet azt mutatja, hogy egy bizonyos pontig semmilyen tudásunk nincs a világról, még azok sem, amelyek számunkra "természetesnek" és veleszületettnek tűnnek.

Végtelen majom tétel

deviantart.net

Úgy gondoljuk, hogy Shakespeare, Tolsztoj, Mozart zseni, mert alkotásaik egyediek és tökéletesek. És ha azt mondanák, hogy a műveik nem jelenhetnek meg?

A valószínűségszámítás azt állítja, hogy minden, ami megtörténhet, biztosan megtörténik a végtelenben. Ha végtelen számú majmot teszel az írógépekre, és végtelen sok időt adsz nekik, akkor egyszer egyikük szóról szóra megismétli Shakespeare egyik drámáját.

Mindennek, ami megtörténhet, meg kell történnie – mi a helye a személyes tehetségnek és teljesítménynek?

labda ütközés

Tudjuk, hogy a reggel átadja helyét az éjszakának, egy erős ütés hatására eltörik az üveg, és a fáról leeső alma lerepül. De mi váltja ki bennünk ezt a meggyőződést? Valódi összefüggések a dolgok között, vagy a valóságba vetett hitünk?

David Hume filozófus megmutatta, hogy a dolgok közötti ok-okozati összefüggésekbe vetett hitünk nem más, mint egy korábbi tapasztalatunk által generált hiedelem.

Meggyőződésünk, hogy az este követi a napot, csak azért, mert idáig mindig az este követte a napot. Nem lehetünk teljesen biztosak.

Képzelj el két biliárdlabdát. Egyik eltalálja a másikat, és úgy gondoljuk, hogy az első labda okozza a második mozgását. Elképzelhetjük azonban, hogy a második golyó az elsővel való ütközés után a helyén marad. Semmi sem akadályoz meg bennünket ebben. Ez azt jelenti, hogy a második labda mozgása logikailag nem következik az első labda mozgásából, és az ok-okozati összefüggés kizárólag a korábbi tapasztalatainkon alapul (korábban sokszor löktük a labdákat és láttuk az eredményt).

Adományozói lottó

John Harris filozófus azt javasolta, hogy képzeljünk el egy olyan világot, amely két szempontból is különbözik a miénktől. Először is úgy véli, hogy egy embert meghalni hagyni annyi, mint megölni. Másodszor, a szervátültetési műveleteket mindig sikeresen hajtják végre. Mi következik ebből? Egy ilyen társadalomban az adományozás etikai normává válik, mert egy adományozó sok embert megmenthet. Ezután sorsolnak benne, amely véletlenszerűen határozza meg azt a személyt, akinek fel kell áldoznia magát annak érdekében, hogy több beteg ember ne haljon meg.

Egy halál sok helyett – a logika szempontjából ez jogos áldozat. A mi világunkban azonban istenkáromlónak hangzik. A kísérlet segít megérteni, hogy etikánk nem racionális alapokra épül.

Filozófiai zombi

David Chalmers filozófus 1996-ban egyik jelentésében zavarba hozta a világot a „filozófiai zombi” fogalmával. Ez egy képzeletbeli lény, amely mindenben azonos egy személlyel. Reggel az ébresztőóra hangjára kel fel, megy dolgozni, mosolyog a barátokra. Gyomra, szíve, agya ugyanúgy működik, mint az embernél. De ugyanakkor nincs egyetlen összetevője - a történések belső tapasztalatai. Ha elesik és megsérül a térd, a zombi sikoltozni fog, mint egy ember, de nem fog fájdalmat érezni. Nincs tudata. A zombi úgy viselkedik, mint egy számítógép.

Ha az emberi tudat az agyban zajló biokémiai reakciók eredménye, akkor miben fog különbözni az ember egy ilyen zombitól? Ha egy zombi és egy ember fizikailag ugyanaz, akkor mi a tudat? Más szóval, van valami az emberben, amit nem anyagi interakciók szabnak meg?

Agy egy lombikban

Ezt a kísérletet Hilary Putnam filozófus javasolta.

wikimedia.org

Érzékelésünk a következőképpen van elrendezve: az érzékszervek kívülről érzékelik az adatokat, és elektromos jellé alakítják át, amelyet az agyba küldenek, és az azt dekódolja. Képzeljük el a következő helyzetet: vesszük az agyat, egy speciális életfenntartó oldatba helyezzük, és az elektródákon keresztül elektromos jeleket küldünk pontosan ugyanúgy, ahogyan azt az érzékszervek tennék.

Mit tapasztalna egy ilyen agy? Ugyanaz, mint az agy a koponyában: úgy tűnik neki, hogy ő egy személy, „lát” és „hall” valamit, gondol valamire.

A kísérlet azt mutatja, hogy nincs elég okunk arra, hogy azt állítsuk, hogy tapasztalatunk a végső valóság.

Nagyon valószínű, hogy mindannyian egy lombikban vagyunk, és körülöttünk valami virtuális tér.

Kínai szoba

Miben különbözik a számítógép az embertől? El lehet képzelni egy olyan jövőt, amelyben a gépek helyettesítik az embereket minden tevékenységi területen? gondolatkísérlet John Searle filozófus világossá teszi, hogy nem.

Képzelj el egy személyt egy szobába bezárva. Nem ismeri a kínai nyelvet. A szobában van egy rés, amelyen keresztül egy személy kínai nyelven írt kérdéseket kap. Ő maga nem tud rájuk válaszolni, még elolvasni sem tudja őket. A szobában azonban utasítások találhatók az egyik karakter másikká alakításához. Vagyis azt írja ki, hogy ha ilyen és ehhez hasonló hieroglifák kombinációját látja a papíron, akkor ilyen és ilyen hieroglifával válaszoljon.

Így a karakterek konvertálására vonatkozó utasításoknak köszönhetően a személy képes lesz kínaiul válaszolni a kérdésekre anélkül, hogy megértené a kérdések jelentését vagy a saját válaszait. Ez a mesterséges intelligencia elve.

A tudatlanság függönye

John Rawls filozófus azt javasolta, hogy képzeljünk el egy embercsoportot, akiknek egyfajta társadalmat kell létrehozniuk: törvényeket, kormányzati struktúrákat, társadalmi rendet. Ezeknek az embereknek nincs sem állampolgárságuk, sem nemük, sem tapasztalatuk – vagyis a társadalom kialakításakor nem tudnak a saját érdekeikből kiindulni. Nem tudják, milyen szerep jut majd mindenkinek az új társadalomban. Milyen társadalmat építenek ennek eredményeként, milyen elméleti premisszákból indulnak ki?

Nem valószínű, hogy ők lettek volna legalább egy a ma létező társadalmak közül. A kísérlet azt mutatja, hogy a gyakorlatban minden társadalmi szervezet így vagy úgy bizonyos embercsoportok érdekében cselekszik.

A tudósok gyakran szembesülnek olyan helyzettel, amikor nagyon nehéz vagy akár egyszerűen lehetetlen egy adott elmélet kísérleti tesztelése. Például, amikor a közel fénysebességgel történő mozgásról vagy a fizikáról van szó a fekete lyukak közelében. Aztán a gondolatkísérletek segítenek. Meghívjuk Önt, hogy vegyen részt ezek közül néhányban.

A gondolatkísérletek logikai következtetések sorozatai, amelyek célja egy elmélet valamely tulajdonságának hangsúlyozása, ésszerű ellenpélda megfogalmazása vagy valamilyen tény bizonyítása. Általában minden bizonyítás ilyen vagy olyan formában gondolatkísérlet. A mentális gyakorlatok fő szépsége, hogy nem igényelnek semmilyen felszerelést és gyakran nem igényelnek speciális ismereteket (mint például az LHC-kísérletek eredményeinek feldolgozásakor). Szóval helyezkedj el kényelmesen, kezdjük.

Shroedinger macskája

Talán a leghíresebb gondolatkísérlet az Erwin Schrödinger által több mint 80 évvel ezelőtt javasolt macska- (pontosabban a macska) kísérlet. Kezdjük a kísérlet kontextusával. Abban a pillanatban a kvantummechanika éppen csak megkezdte győzelmes menetét, és szokatlan törvényei természetellenesnek tűntek. Az egyik ilyen törvény az, hogy a kvantumrészecskék két állapot szuperpozíciójában létezhetnek: például egyszerre "foroghatnak" az óramutató járásával megegyezően és azzal ellentétes irányban.

Kísérlet. Képzeljünk el egy lezárt dobozt (elég nagy), amely egy macskát, elegendő levegőt, egy Geiger-számlálót és egy ismert felezési idejű radioaktív izotópot tartalmaz. Amint a Geiger-számláló egy atom bomlását érzékeli, egy speciális mechanizmus mérgező gázzal feltöri az ampullát, és a macska meghal. A felezési idő letelte után az izotóp 50 százalékos valószínűséggel bomlott, és pontosan ugyanolyan valószínűséggel maradt érintetlen. Ez azt jelenti, hogy a macska vagy él, vagy hal – mintha az állapotok szuperpozíciójában lenne.

Értelmezés. Schrödinger meg akarta mutatni a szuperpozíció természetellenességét, az abszurditásig hozva azt – egy ilyen nagy rendszer, mint egy egész macska, nem lehet egyszerre élő és halott. Érdemes megjegyezni, hogy a kvantummechanika szempontjából abban a pillanatban, amikor a Geiger-számlálót az atommag bomlása váltja ki, mérés történik - kölcsönhatás egy klasszikus makroszkopikus tárggyal. Ennek eredményeként a szuperpozíciónak fel kell szakadnia.

Érdekes módon a fizikusok már olyan kísérleteket végeznek, mint egy macska szuperpozícióba való bejuttatása. De macska helyett más nagy tárgyakat használnak a mikrovilág szabványai szerint - például molekulákat.

Iker paradoxon

Ezt a gondolatkísérletet gyakran idézik Einstein speciális relativitáselméletének kritikájaként. Azon alapul, hogy fényközeli sebességgel történő mozgáskor a mozgó tárgyhoz tartozó vonatkoztatási rendszerben lelassul az idő áramlása.

Kísérlet. Képzeljünk el egy távoli jövőt, ahol vannak olyan rakéták, amelyek közel fénysebességgel tudnak haladni. Két ikertestvér él a Földön, egyikük utazó, a másik otthonos. Tegyük fel, hogy egy utazó testvér felszállt az egyik rakétára, és utazást tett vele, majd visszatért. Számára abban a pillanatban, amikor közel fénysebességgel repült a Földhöz képest, lassabban telt az idő, mint otthoni bátyjának. Tehát amikor visszatér a Földre, fiatalabb lesz a testvérénél. Másrészt maga a bátyja közel fénysebességgel mozgott a rakétához képest - ami azt jelenti, hogy mindkét testvér helyzete bizonyos értelemben egyenértékű, és amikor találkoznak, ismét egyidősnek kell lenniük.

Értelmezés. A valóságban az utazó testvér és az otthon maradó testvér nem egyenértékűek, így a gondolatkísérlet szerint az utazó fiatalabb lesz. Érdekes módon ez a hatás a valós kísérletekben is megfigyelhető: a fényhez közeli sebességgel haladó rövid élettartamú részecskék a referenciakeretükben lévő idődilatáció miatt tovább "élnek". Ha ezt az eredményt megpróbáljuk kiterjeszteni a fotonokra, akkor kiderül, hogy valóban a megállított időben élnek.

Einstein lift

A fizikában többféle tömegfogalom létezik. Például van egy gravitációs tömeg - ez annak mértéke, hogy egy test hogyan lép gravitációs kölcsönhatásba. Ő az, aki benyom minket a kanapéba, a fotelbe, a metróülésbe vagy a padlóba. Van egy tehetetlenségi tömeg - ez határozza meg, hogyan viselkedünk egy gyorsuló koordináta-rendszerben (az állomásról induló metrószerelvényben visszakanyarodunk). Amint látja, ezeknek a tömegeknek az egyenlősége nem nyilvánvaló kijelentés.

Az általános relativitáselmélet alapja az ekvivalencia elve - a gravitációs erők megkülönböztethetetlensége a tehetetlenségi pszeudoerőktől. Ennek bemutatásának egyik módja a következő kísérlet.

Kísérlet. Képzelje el, hogy egy hangszigetelt, hermetikusan zárt liftkabinban van, elegendő oxigénnel és mindennel, amire szüksége van. De ugyanakkor bárhol lehetsz az univerzumban. A helyzetet bonyolítja, hogy a kabin mozoghat, állandó gyorsulást fejlesztve. Érzi, hogy kissé a kabin padlója felé húzzák. Meg tudod mondani, hogy ennek az az oka, hogy a kabin például a Holdon van, vagy azért, mert a kabin a szabadesés gyorsulásának 1/6-os gyorsulásával mozog?

Értelmezés. Einstein szerint nem, nem teheted. Ezért más folyamatok és jelenségek esetében nincs különbség az egyenletesen gyorsított mozgás között a liftben és a gravitációs erőtérben. Ebből némi fenntartással az következik, hogy a gravitációs mezőt felválthatja egy gyorsuló vonatkoztatási rendszer.

Ma már senki sem vonja kétségbe a gravitációs hullámok létezését és anyagiságát – egy évvel ezelőtt a LIGO és a VIRGO együttműködések elkapták a régóta várt jelet a fekete lyukak ütközéséből. A 20. század elején azonban Einstein tér-idő torzulási hullámokról szóló tanulmányának első publikálása után szkepticizmussal kezelték őket. Különösen még maga Einstein is kételkedett valamikor a realitásukban – kiderülhet, hogy fizikai jelentés nélküli matematikai absztrakció. Realizmusuk illusztrálására Richard Feynman (névtelenül) a következő gondolatkísérletet javasolta.

Kísérlet. Először is, a gravitációs hullám a tér mérőszámainak változási hulláma. Más szóval, megváltoztatja az objektumok közötti távolságot. Képzeljünk el egy botot, amely mentén a golyók nagyon kis súrlódással mozoghatnak. Legyen a vessző merőleges a gravitációs hullám mozgási irányára. Aztán amikor a hullám eléri a nádat, a golyók közötti távolság először csökken, majd nő, miközben a nád mozdulatlan marad. Ez azt jelenti, hogy csúsznak és hőt bocsátanak ki a térbe.

Értelmezés. Ez azt jelenti, hogy a gravitációs hullám energiát hordoz, és teljesen valóságos. Feltételezhető, hogy a bot a golyókkal együtt összehúzódik és megnyúlik, kompenzálva a relatív mozgást, de Feynmanhoz hasonlóan az atomok között ható elektrosztatikus erők visszatartják.

Laplace démon

A következő kísérletpár „démoni”. Kezdjük a kevésbé ismert, de nem kevésbé szép Demon Laplace-el, amely lehetővé teszi (vagy nem) az Univerzum jövőjének megismerését.

Kísérlet. Képzeld el, hogy valahol van egy hatalmas, nagyon erős számítógép. Olyan erős, hogy az Univerzum összes részecskéjének állapotát kiindulópontként ki tudja számítani, hogy ezek az állapotok hogyan fognak fejlődni (fejlődni). Más szóval, ez a számítógép képes megjósolni a jövőt. Hogy még érdekesebb legyen, képzeljük el, hogy a számítógép gyorsabban megjósolja a jövőt, mint ahogy jön – mondjuk egy perc alatt le tudja írni az univerzum összes atomjának állapotát, amit a számítás megkezdése után két perccel elérnek.

Tegyük fel, hogy 00:00-kor kezdtük a számítást, vártuk a végét (00:01-kor) - most 00:02-re van előrejelzésünk. Kezdjük a második számítással, amely 00:02-kor ér véget, és 00:03-kor jósolja meg a jövőt. Most figyeljen arra a tényre, hogy maga a számítógép is része a kitalált univerzumunknak. Ez azt jelenti, hogy 00:01-kor tudja a 00:02-es állapotát - ismeri az Univerzum 00:03-as állapotának kiszámításának eredményét. Ezért ugyanezen technika megismétlésével kimutatható, hogy a gép ismeri az Univerzum jövőjét 00:04-kor és így tovább – a végtelenségig.

Értelmezés. Nyilvánvaló, hogy az anyagi eszközben megvalósuló számítási sebesség nem lehet végtelen - ezért számítógép segítségével lehetetlen megjósolni a jövőt. De érdemes megjegyezni néhány fontos pontot. Először is, a kísérlet megtiltja Laplace anyagi démonát - amely atomokból áll. Másodszor, meg kell jegyezni, hogy a Laplace-démon olyan körülmények között lehetséges, amikor az Univerzum élettartama alapvetően korlátozott.

Maxwell démona

És végül a Maxwell-démon a termodinamika egyik klasszikus kísérlete. James Maxwell vezette be, hogy szemléltesse a termodinamika második főtételének megsértésének módját (azt, amely tiltja a teremtést örökmozgó egyik megfogalmazásában).

Kísérlet. Képzeljünk el egy közepes méretű, légmentesen záródó edényt, belül válaszfallal két részre osztva. A válaszfalban van egy kis ajtó vagy nyílás. Mellette egy ésszerű mikroszkopikus lény ül – valójában Maxwell démona.

Töltsük meg az edényt bizonyos hőmérsékletű gázzal - a határozottság kedvéért szobahőmérsékleten oxigénnel. Fontos megjegyezni, hogy a hőmérséklet olyan szám, amely a gázmolekulák átlagos mozgási sebességét tükrözi az edényben. Például a kísérletünkben szereplő oxigén esetében ez a sebesség 500 méter másodpercenként. De vannak a gázban olyan molekulák, amelyek gyorsabban és lassabban mozognak, mint ez a jel.

A démon feladata a partícióban az ajtóig felrepülő részecskék sebességének figyelése. Ha a hajó bal feléből repülő részecske sebessége meghaladja az 500 métert másodpercenként, a démon az ajtó kinyitásával engedi át. Ha kevesebb, akkor a részecske nem esik a jobb felébe. Ezzel szemben, ha a tartály jobb feléből származó részecske sebessége kisebb, mint 500 méter másodpercenként, a démon átengedi a bal felén.

Elég hosszú várakozás után azt tapasztaljuk, hogy az edény jobb felében a molekulák átlagsebessége nőtt, míg a bal felében csökkent, ami azt jelenti, hogy a jobb felében is nőtt a hőmérséklet. Ezt a felesleges hőt felhasználhatjuk például egy hőmotor működtetésére. Ugyanakkor nem volt szükségünk külső energiára az atomok szétválogatásához – Maxwell démona végzett minden munkát.

Értelmezés. A démon munkájának fő következménye a rendszer teljes entrópiájának csökkenése. Azaz az atomok melegre és hidegre való szétválása után csökken a gáz kaotikus állapotának mértéke az edényben. A termodinamika második főtétele ezt szigorúan tiltja zárt rendszerek esetén.

De a valóságban Maxwell démonkísérlete kevésbé bizonyul paradoxnak, ha maga a démon is szerepel a rendszer leírásában. Munkáját a redőny kinyitásával és zárásával tölti, valamint – és ez fontos – az atomok sebességének mérésére is. Mindez kompenzálja a gáz entrópiájának csökkenését. Vegye figyelembe, hogy vannak kísérletek Maxwell démonainak analógjainak létrehozására.

Különösen figyelemre méltó a "Brown-racsnis" - bár maga nem osztja fel a molekulákat melegre és hidegre, a kaotikus Brown-mozgást használja a munkához. A racsnis pengékből és egy fogaskerékből áll, amely csak egy irányba tud forogni (speciális bilincs korlátozza). A pengének véletlenszerűen kell forognia, és csak akkor sikerül teljes fordulatot tennie, ha a tervezett forgásiránya egybeesik a fogaskerék megengedett forgásával. Richard Feynman azonban részletesen elemezte az eszközt, és elmagyarázta, miért nem működik – a részecskék kamrában való átlagos hatása nullára áll vissza.

Vlagyimir Koroljov