5 Σκέψη πειράματα που θα λιώσουν τον εγκέφαλό σας

Κάποια επιστήμη είναι πολύ μεγάλη, επικίνδυνη ή περίεργη για να συμβεί σε ένα εργαστήριο.

Από τον Evan Dashevsky

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν έκανε διάσημα χρήση των «πειραμάτων σκέψης» (δηλαδή μεγάλα σενάρια «τι-αν» που θα ήταν δύσκολο - αν όχι αδύνατο - να διεξαχθεί σε εργαστηριακό περιβάλλον) για να σχηματίσει τις επαναστατικές του θεωρίες.

Αυτές οι θεωρίες, φυσικά, ήταν κάτι παραπάνω από απλό φανταστικό ομφαλό. υποστηρίχθηκαν με πολλά μαθηματικά αξιολογημένα από ομοτίμους. Ωστόσο, ο ρόλος που πίστευαν ότι τα πειράματα έπαιξαν στον φωτισμό της πορείας δεν πρέπει να υποτιμηθεί. Στην πραγματικότητα, πολλές μεγάλες επιστημονικές ανακαλύψεις είχαν προφητευτεί από φανταστικά σενάρια που τέθηκαν δεκαετίες (μερικές φορές χιλιετίες, όπως θα δείτε παρακάτω) προτού η επιστήμη βρει τρόπους να τις δοκιμάσει.

Τα πειράματα σκέψης βοηθούν τους επιστήμονες να βρουν ποιες ερωτήσεις θα έπρεπε να κάνουν, ακόμα κι αν δεν έχουν ακόμη τα εργαλεία για να τους απαντήσουν. Πολλά πειράματα σκέψης ερευνούν πράγματα όπως οι προχωρημένοι διευθυντές της φυσικής (για παράδειγμα η διάσημη γάτα του Schröderer), αλλά υπάρχουν επίσης πολλά που δεν απαιτούν διδακτορικό.

Εδώ είναι πέντε πειράματα σκέψης ως επί το πλείστον χωρίς μαθηματικά για να λιώσετε λίγο τον εγκέφαλό σας (μερικά από τα οποία έχει φτάσει η επιστήμη, μερικά από τα οποία εξακολουθούν να προκαλούν συζήτηση). Μπορεί να είναι διασκεδαστικό να ταιριάζουν, αλλά να θυμάστε ότι αυτά τα κομμάτια ρητορικής ιδιοτροπίας μπορεί να έχουν πολύ πραγματικές επιπτώσεις σε περίπτωση που η επιστήμη φτάσει ποτέ.

1) Πέθανε ο Captain Kirk σε κάθε επεισόδιο του Star Trek;

Γνωρίζατε ότι πέθανε χθες το βράδυ; Λοιπόν, το έκανες. Αλλά αντικαταστάθηκες με ένα ακριβές αντίγραφο που έχει όλες τις ίδιες φυσικές ιδιότητες - ακόμα και τις ίδιες αναμνήσεις - του "εσύ" που πέθανε. Δεν με πιστεύεις; Λοιπόν, θα ήταν πολύ δύσκολο να αποδειχθεί λάθος.

Αυτή είναι η βασική ιδέα του πειράματος σκέψης "Swampman" που έθεσε ο φιλόσοφος Donald Davidson στα τέλη της δεκαετίας του 1980. Σε αυτό το πείραμα ένας άντρας ταξιδεύει μέσα σε ένα βάλτο και σκοτώνεται από ένα μπουλόνι αστραπής, αλλά - κατά τύχη - ένα άλλο μπουλόνι αστραπής χτυπά ένα κοντινό βάλτο και αναδιατάσσει όλα τα οργανικά σωματίδια για να δημιουργήσει ένα ακριβές αντίγραφο (συμπεριλαμβανομένων όλων των αναμνήσεων και τέτοιων ) του ανθρώπου που σκοτώθηκε. Ο νέος Swampman ξυπνά και ζει το υπόλοιπο της ζωής του νεκρού.

Είναι αυτός ο νέος Swampman ο ίδιος άνθρωπος αν το αντίγραφο (για να μην αναφέρουμε τον υπόλοιπο κόσμο) δεν μπορεί να πει τη διαφορά; Αυτό εξαρτάται από το τι θεωρείτε «εαυτό». (Αυτό το συγκεκριμένο πείραμα προκαλεί επίσης πολλές ερμηνείες που σχετίζονται με διάφορες θεωρίες πολλών κόσμων - υπάρχουν πολλά να κοιτάζουν ομφαλό.)

Όλο το σενάριο Swampman μοιάζει με έναν άσκοπα περίπλοκο τρόπο για να τεθεί αυτό το ερώτημα. Ειδικά όταν έχουμε μια πολύ πιο προσιτή μεταφορά σχετικά με τα αντίγραφα της επιστημονικής φαντασίας: Ο μεταφορέας από το Star Trek.

Λοιπόν, σκεφτείτε το έτσι - κάθε φορά που ο καπετάνιος Kirk περνούσε από τον μεταφορέα, πέθανε πραγματικά; Και ξαναχτίστηκε αντίγραφο του εαυτού του στον πλανήτη παρακάτω; Όσον αφορά το υπόλοιπο σύμπαν (συμπεριλαμβανομένου του «νέου καπετάνιου Kirk») τίποτα δεν αλλάζει. Το μόνο άτομο για το οποίο όλα είναι άσχημα είναι το Kirk 1.0, το οποίο σκοτώθηκε απροσδόκητα.

Όλα αυτά μπορεί να ακούγονται ενδιαφέροντα - αν τελικά άχρηστα - στοχασμό, αλλά αυτό δεν ισχύει πάντα. Στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον, μπορεί πολύ καλά να βρούμε έναν τρόπο για να 1) τηλεμεταφορά ύφους a Star Trek ή 2) να ανεβάσουμε το μυαλό μας σε ψηφιακή μορφή σε όλο το στυλ Kurzweil. Και ίσως είναι προς το συμφέρον μας να ξεπεράσουμε πρώτα αυτά τα είδη ερωτήσεων - δεν θα θέλατε να ξέρετε αν κάνατε αυτοκτονία κάθε φορά που κάποιος "σας έβαζε";

2) Όλες οι αρχικές εκκινήσεις είναι ανυπέρβλητες

Μερικά από τα πιο διάσημα και ανθεκτικά πειράματα σκέψης είναι τα χειροτεχνήματα ενός αρχαίου Έλληνα φιλόσοφου, Ζενό της Ελεάς (υπάρχει κάποια συζήτηση σχετικά με το αν η σύγχρονη επιστήμη και τα μαθηματικά απάντησε επιτέλους «Τα παράδοξα του Zeno», αλλά περισσότερα σε αυτό παρακάτω). Προφανώς ο Zeno είχε τρελό ελεύθερο χρόνο στα χέρια του, κάτι που του επέτρεψε να βρει άσκοπα ενδιαφέροντα παράξενα όπως το διάσημο «Αχιλλέα και τα χελώνα»:

Ο Αχιλλέας ήταν ο μεγάλος ήρωας της ελληνικής γνώσης που, σύμφωνα με το πείραμα του Ζήνωνα, αποφάσισε να προκαλέσει μια χελώνα σε έναν αγώνα ποδιών. Σύμφωνα με τον Ζήνο, ο Αχιλλέας ήταν τόσο σίγουρος για τις ικανότητές του για αγώνες χελωνών που έδωσε στον αντίπαλό του ένα σημαντικό ξεκίνημα. Φυσικά, ακόμη και με αυτό το μειονέκτημα, ο μεγάλος Αχιλλέας - για να μην αναφέρουμε οποιονδήποτε ενήλικο ανθρώπινο σώμα - πρέπει εύκολα να προσπεράσει την χελώνα και να παγιώσει για άλλη μια φορά την κυριαρχία της ανθρωπότητας πάνω στους όρχεις, σωστά;

Λοιπόν, όπως αποδεικνύεται, όχι τόσο πολύ. Όταν φαίνεται μέσω ενός συγκεκριμένου λογικού φίλτρου, είναι πραγματικά αδύνατο για τους φτωχούς Αχιλλέους να κερδίσουν ποτέ αυτόν τον αγώνα. Κάτι ακούγεται funky εδώ; Πρώτα ας ακούσουμε το πρόβλημα όπως περιγράφεται από τον Αριστοτέλη από τη Φυσική: Βιβλίο VI:

Σε έναν αγώνα, ο γρηγορότερος δρομέας δεν μπορεί ποτέ να προσπεράσει τον πιο αργό, δεδομένου ότι ο επιταχυντής πρέπει πρώτα να φτάσει στο σημείο από όπου ξεκίνησε η επιδίωξη, έτσι ώστε ο πιο αργός πρέπει να έχει πάντα το προβάδισμα.

Επιτρέψτε μου να εξηγήσω. Σε αυτό το πείραμα σκέψης, υποθέτουμε ότι ο Αχιλλέας και η χελώνα αγωνίζονται με σταθερές ταχύτητες: Πολύ γρήγορα και πολύ αργά, αντίστοιχα. Σε κάποιο σημείο του αγώνα, ο Αχιλλέας φτάνει στο αρχικό σημείο εκκίνησης της χελώνας. Αλλά στο διάστημα που χρειάστηκε ο Αχιλλέας για να φτάσει εκεί, η χελώνα προχώρησε. Επομένως, το επόμενο καθήκον του Αχιλλέα θα ήταν να καλύψει το νέο χάσμα μεταξύ του και της χελώνας, ωστόσο, όταν το έκανε, η χελώνα θα είχε πάλι προχωρήσει με μικρότερο ποσό. Στη συνέχεια, η διαδικασία επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά. Ο Αχιλλέας είναι πάντα αντιμέτωπος με ένα νέο (αν μικρότερο) κενό που πρέπει να ξεπεραστεί. Το takeaway: Ο μεγάλος Αχιλλέας χάνει έναν αγώνα από μια μεγάλη χαζή ξυλεία χελώνα και κανένα έλλειμμα δεν μπορεί ποτέ να ξεπεραστεί.

Φυσικά, αυτό δεν είναι πραγματικότητα. Οποιοσδήποτε ικανός άνθρωπος (πόσο μάλλον ένας κορυφαίος αθλητής) θα μπορούσε εύκολα να προσπεράσει μια χελώνα αργής πίεσης ακόμη και με ένα (λογικά ξεπεράσιμο) προβάδισμα. Αλλά παρόλο που το συμπέρασμά του είναι λανθασμένο, δεν μπορείτε απλά να αναιρέσετε τη λογική που σας έφερε εκεί. Μπορείτε να διαβάσετε μια αρκετά λεπτομερή αμφισβήτηση της κατάστασης εδώ που ακουμπά το φαινομενικό παράδοξο σε μια εσφαλμένη ερμηνεία του απείρου. Εν τω μεταξύ, οι οπαδοί της κβαντικής μηχανικής θα έλεγαν ότι η λύση είναι η αδυναμία μας να ξέρουμε πού είναι σίγουρο οποιοδήποτε αντικείμενο. Αλλά αυτό δείχνει πώς ένα πείραμα σκέψης μπορεί να βοηθήσει στην τόνωση μιας βαθύτερης έρευνας.

3) Δεν πρέπει να είμαστε σε θέση να κάνουμε τίποτα

Εδώ είναι ένα άλλο από τον παλιό μας φίλο Zeno, και είναι στοχαστής για τη φύση της κίνησης (και, για άλλη μια φορά, υπάρχει κάποια συζήτηση σχετικά με το αν η σύγχρονη επιστήμη την έχει απαντήσει ικανοποιητικά).

Πρώτα, φανταστείτε κάποιον να ρίχνει ένα βέλος σε έναν στόχο λίγες δεκάδες πόδια μακριά. "Εδώ είναι ένα άλλο υπέροχο παράδειγμα της στοιχειώδους φυσικής της Νεύτωνας που λειτουργεί όπως θα έπρεπε", ίσως νομίζετε. Ωστόσο, όταν εξετάζεται μέσω ενός πολύ συγκεκριμένου λογικού φίλτρου, αυτό θα πρέπει να είναι απολύτως αδύνατο.

Τώρα, ας πούμε ότι απλώς πάγωσε τον χρόνο σε κάποιο σημείο κατά μήκος της τροχιάς του βέλους (όλο το στυλ των Langoliers, αν θέλετε να πάτε πολύ σκοτεινό). Τη συγκεκριμένη στιγμή, το βέλος αναστέλλεται στο διάστημα σε μία μόνο θέση. Σε οποιαδήποτε στιγμή, δεν υπάρχει κίνηση. Το βέλος μπορεί να είναι μόνο στο ένα μέρος ή στο άλλο και ποτέ στο μεταξύ. Λοιπόν, πώς φτάνει από τη μία στιγμή στην άλλη αν δεν υπάρχει ποτέ στιγμή όταν βρίσκεται ανάμεσα στα δύο μέρη; Τίποτα δεν πρέπει να μπορεί να αλλάξει τη θέση του από τη μία στιγμή στην άλλη.

Φυσικά αυτό δεν είναι πραγματικά πρόβλημα. Τα πράγματα κινούνται απρόσεκτα παντού όλη την ώρα, παρά το υγιές λογικό επιχείρημα της χιλιετίας για το γιατί δεν θα έπρεπε. Υπάρχουν μερικές εξηγήσεις φυσικής για το γιατί η κίνηση είναι πραγματικά δυνατή. Ωστόσο, παραμένει κάποια συζήτηση σχετικά με το αν τα παράδοξα του Zeno έχουν πραγματικά απαντηθεί ικανοποιητικά.

4) Η πραγματικότητα δεν υπάρχει πραγματικά

Όλοι παρατηρούμε τον κόσμο με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, έτσι; Λοιπόν, γίνεται όλο και πιο προφανές ότι αυτό δεν ισχύει στην πραγματικότητα. Και η φύση της παρατήρησης και της κατανόησης βρίσκεται στο επίκεντρο ενός προβλήματος που θέτει ο φιλόσοφος του 17ου αιώνα, William Molyneux.

Να πώς εξήγησε το πρόβλημα σε μια επιστολή προς τον συνάδελφο επαγγελματία συλλογιστή, John Locke:

«Ας υποθέσουμε ότι ένας άντρας που γεννήθηκε τυφλός, και τώρα ενήλικος, και δίδαξε με το άγγιγμά του να διακρίνει μεταξύ ενός κύβου και μιας σφαίρας του ίδιου μετάλλου, και σχεδόν της ίδιας αφθονίας, για να πει, πότε ένιωσε το ένα και το άλλο, το οποίο είναι ο κύβος, που είναι η σφαίρα. Ας υποθέσουμε ότι τότε ο κύβος και η σφαίρα τοποθετήθηκαν σε ένα τραπέζι, και ο τυφλός έκανε να δει: ερώτημα, Είτε από το βλέμμα του, προτού τους αγγίξει, μπορούσε τώρα να διακρίνει και να πει ποιος είναι ο πλανήτης, ποιος κύβος; Στην οποία απαντά ο οξείος και συνετός προτείνων: «Όχι. Διότι αν και έχει αποκτήσει την εμπειρία του πώς μια σφαίρα και πώς ένας κύβος επηρεάζει την αφή του. όμως δεν έχει ακόμη αποκτήσει την εμπειρία, ότι αυτό που επηρεάζει το άγγιγμα του περίπου, πρέπει να επηρεάσει την όρασή του έτσι κι έτσι… »

Εν συντομία, το ερώτημα είναι εάν ένας τυφλός που έμαθε να διακρίνει τα βασικά σχήματα με άγγιγμα θα μπορούσε να διακρίνει αυτά τα αντικείμενα όταν ξαφνικά έλαβε τη δύναμη της όρασης; Με άλλα λόγια, μεταφράζονται οι πληροφορίες από τη μια αίσθηση στην άλλη ή τις συνδέουμε μόνο στο μυαλό μας; Γνωρίζουμε πραγματικά την απάντηση σε αυτό, οπότε κάντε τις εικασίες σας τώρα.

Αυτή η ερώτηση προκάλεσε πολλή συζήτηση από τότε που τέθηκε για πρώτη φορά πριν από αιώνες. Αλλά όπως αποδεικνύεται, στην πολύ πρόσφατη ιστορία, η ιατρική επιστήμη έχει προχωρήσει στο σημείο όπου μπορούμε να επιστρέψουμε το όραμα σε μερικούς ανθρώπους και ως εκ τούτου να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση - και η απάντηση είναι όχι, οι άνθρωποι δεν είναι σε θέση να μεταφράσουν την αίσθηση αφής σε οπτικές πληροφορίες .

Αλλά εδώ βλέπουμε την αξία των πειραμάτων σκέψης: Ο σύγχρονος πειραματιστής πιθανότατα δεν θα σκεφτόταν ποτέ να επιχειρήσει αυτό το πραγματικό πείραμα αν οι φιλόσοφοι δεν είχαν παλέψει με αυτό τους προηγούμενους αιώνες.

5) Εάν ένα αυτοκίνητο Google πρέπει να σκοτώσει κάποιον, ποιος πρέπει να είναι;

Φανταστείτε αυτό: Βρίσκεστε σε μια γέφυρα με θέα σε ένα κομμάτι τρόλεϊ και παρατηρείτε ότι πέντε άτομα έχουν δεθεί στα κομμάτια από έναν κακόβουλο (και πιθανώς μουστάκι-στριφογυριστό) κακοποιό. Τότε βλέπετε ένα άμαξα άμαξα που περνά κάτω από τις πίστες που σίγουρα θα σκοτώσουν τους ατυχούς ανθρώπους, εκτός εάν κάποιος παρεμβαίνει. Ωχ όχι!

Σε αυτό το σενάριο, είστε πολύ κοκαλιάρικος για να σταματήσετε το καρότσι. Αλλά συνειδητοποιείτε ότι μοιράζεστε τη γέφυρα σας με έναν τεράστιο παχύ άνδρα, ο οποίος - αν τον σπρώξατε μπροστά από το τρόλεϊ - θα είχε αρκετό περιθώριο για να σταματήσει το καρότσι και να σώσει τους πέντε δεσμευμένους ανθρώπους, αν και σίγουρα θα σκοτωθεί .

Τώρα αντιμετωπίζετε τις ακόλουθες επιλογές: 1) Μην κάνετε τίποτα και τα πέντε άτομα θα πεθάνουν, ή 2) Σπρώξτε τον παχύ άνδρα μπροστά από το τρόλεϊ και θυσιάστε τον για τα πέντε άτομα. Και στις δύο περιπτώσεις, είστε υπεύθυνοι για τους θανάτους αυτών των αθώων ανθρώπων; Πρέπει ο νόμος να κάνει καμία διάκριση;

Αυτό το τεταρτημόριο έχει προσαρμοστεί με διάφορους τρόπους, συμπεριλαμβανομένων των εκδόσεων στις οποίες τα πέντε άτομα (ή το παχύ άτομο) έχουν αντικατασταθεί από έναν κατακριτέο κακοποιό. Η ιστορία προτρέπει πολλή ομφαλό να κοιτάζει για την ενοχή και την ιεραρχία αξιών με ελάχιστες πρακτικές επιπτώσεις. . . μέχρι πρόσφατα.

Αυτή η ερώτηση είναι πολύ άμεση ανησυχία καθώς μοιραζόμαστε δρόμους και αυτοκινητόδρομους με έναν αυξανόμενο αριθμό οχημάτων χωρίς οδηγό. Και, για να είμαστε σίγουροι, αυτά τα οχήματα (ή μάλλον, οι προγραμματιστές λογισμικού τους) θα αντιμετωπίσουν παρόμοια σενάρια, αλλά αυτά στα οποία τα αποτελέσματα θα είναι μακριά από το ίδιο σίγουρο με το αρχικό πρόβλημα.

Πρέπει ένα αυτοκίνητο χωρίς οδηγό να πέσει σε μια άλλη λωρίδα για να αποφύγει ένα μικρό παιδί που μόλις έτρεξε στο δρόμο; Θα πρέπει να σταματήσει τελείως για να αποφύγει να χτυπήσει ένα ελάφι καλπάζοντας, γνωρίζοντας ότι υπάρχει ένα αυτοκίνητο που τρέχει πίσω από αυτό; Αλλάζουν αυτές οι αποφάσεις εάν το όχημα χωρίς οδηγό είναι λεωφορείο φυλακής που μεταφέρει καταδικασμένους δολοφόνους ή ίσως ασθενοφόρο με μια έγκυο γυναίκα που κατευθύνεται στο νοσοκομείο για να γεννήσει δίδυμα; Εάν κάποιος σκοτωθεί ή τραυματιστεί σε αυτά τα σενάρια, ποιος πρέπει να θεωρηθεί υπεύθυνος;

Αυτή είναι μια από τις εποχές που τα προβλήματα κατεβαίνουν από τα σύννεφα στο έδαφος. Ακόμα κι αν η τεχνολογία δεν είναι ακόμη εδώ, δεν θα ήταν κακό να αρχίσω να μιλάμε γι 'αυτό.

Διαβάστε περισσότερα: Το δίλημμα της διδασκαλίας της ηθικής στα αυτοκίνητα αυτο-οδήγησης.

Αρχικά δημοσιεύθηκε στη διεύθυνση www.pcmag.com.