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226个成员 1455个话题 创建时间:2012-07-28

史上最著名的10个思想实验”再思辨

发表于 2012-09-25 4359 次查看

 

【引言】
这是网上广为流传的一篇文章,来源已不可考(据说英文原文叫Top 10 Most Famous Thought Experiments)。
我在阅读的时候,心里就颇多想法,有佩服,有思考,有延伸,有疑问,更有质疑……今天在这里整理一下所有的思绪,与君共享。欢迎探讨指正。

【小注】
下文中,每个标题数字下的第一部分,是对实验的客观描述;第二部分,是原文的评论部分(解读);第三部分是我个人的思考(再思辨)。原文中我个人做的临时注脚以【】标注。

*****正文*****

思想实验是一种精神上的观念或假想,通常和谜语相似【这个类比令人费解】,是哲学家和科学家用以了解什么是大众思想【这个目的论更是匪夷所思!推 断是翻译有问题】的一种简单方法。他们的运用在如哲学和理论物理(理论物理无需做实验【?】)等抽象领域是最为广泛的。他们像是为思想准备的一份大餐,最 终给出复杂的答案。即使思想实验本身也会有无法理解的时候,这并不奇怪。下面是10个著名的思想实验,还有他们所要表达的哲学、科学和伦理意义。

10.电车难题(The Trolley Problem)

“电车难题”是伦理学领域最为知名的思想实验之一,其内容大致是:一个疯子把五个无辜的人绑在电车轨道上。一辆失控的电车朝他们驶来,并且片刻后 就要碾压到他们。幸运的是,你可以拉一个拉杆,让电车开到另一条轨道上。但是还有一个问题,那个疯子在那另一条轨道上也绑了一个人。考虑以上状况,你应该 拉拉杆吗?

【解读】
电车难题最早是由哲学家Philippa Foot提出的,用来批判伦理哲学中的主要理论,特别是功利主义。功利主义提出的观点是,大部分道德决策都是根据“为最多的人提供最大的利益”的原则做出 的。从一个功利主义者的观点来看,明显的选择应该是拉拉杆,拯救五个人只杀死一个人。但是功利主义的批判者认为,一旦拉了拉杆,你就成为一个不道德行为的 同谋——你要为另一条轨道上单独的一个人的死负部分责任。然而,其他人认为,你身处这种状况下就要求你要有所作为,你的不作为将会是同等的不道德。总之, 不存在完全的道德行为,这就是重点所在。许多哲学家都用电车难题作为例子来表示现实生活中的状况经常强迫一个人违背他自己的道德准则,并且还存在着没有完 全道德做法的情况。

【再思辨】
在网上,经常能够碰到一些批判者,他们的观点通常是“谁也没有权力去牺牲一个而拯救多数”、“生命是无价的,一个和亿万个生命同等重要”等等,如果在这个问题上谁敢提出权衡的可能,那么他就和希特勒、东条英机什么区别……
这个问题要是说开了篇幅太大,我只就其中一个论点反驳:
这些批判者,我们或者也可以称之为“道德家”们,有着一个最基本的假设前提疏漏——是谁定义了拉杆行为是“不道德的”了?为什么“道德的”一开始就必然站在了道德家一边?
如果这边有二百多道德家坚持“拉杆非道德”,那边却有三万多“拉杆才道德”的,怎么办?
这就涉及到了“道德”的定义:在一个包括了二百多“道德家”和三万多“非道德家”的(封闭)系统里,究竟谁的观点才是“这个系统内的道德”呢?
我说,是“多数人的观点即为道德”。
这个问题一经提出,道德家这边的立论基础就轰然倒塌了……

9.空地上的奶牛(The Cow in the field)

认知论领域的一个最重要的思想实验就是“空地上的奶牛”。它描述的是,一个农民担心自己的获奖的奶牛走丢了。这时送奶工到了农场,他告诉农民不要 担心,因为他看到那头奶牛在附件的一块空地上。虽然农民很相信送奶工,但他还是亲自看了看,他看到了熟悉的黑白相间的形状并感到很满意。过了一会,送奶工 到那块空地上再次确认。那头奶牛确实在那,但它躲在树林里,而且空地上还有一大张黑白相间的纸缠在树上,很明显,农民把这张纸错当成自己的奶牛了。问题是 出现了,虽然奶牛一直都在空地上,但农民说自己知道奶牛在空地上时是否正确?

【解读】
空地上的奶牛最初是被 Edmund Gettier用来批判主流上作为知识的定义的JTB(justified true belief)理论,即当人们相信一件事时,它就成为了知识;这件事在事实上是真的,并且人们有可以验证的理由相信它。在这个实验中,农民相信奶牛在空地 上,且被送奶工的证词和他自己对于空地上的黑白相间物的观察所证实。而且经过送奶工后来的证实,这件事也是真实的。尽管如此,农民并没有真正的知道奶牛在 那儿,因为他认为奶牛在那儿的推导是建立在错误的前提上的。Gettier利用这个实验和其他一些例子,解释了将知识定义为JTB的理论需要修正。

【再思辨】
首先,无法证明送奶工先前看到的不是那块“以很奇怪的姿态以及很巧合的颜色和大小存在的纸”。
这就产生了几种可能,其中之一就是两人的认知都是错误的,而牛是恰巧在后来送奶工仔细验证的时刻出现在正确的位置。
其次,关于认定和知识的关系。
错误的认定,产生了错误的知识——而“错误的知识,也是知识”。
当我们发现有误之后,只要修订先前的“错误知识”就是了。
所有知识,在其被验证为错误之前,都是“正确的知识”。
我看不出这个思想试验对上面这个逻辑过程和推论有什么影响。

8.定时炸弹(The Ticking Time Bomb)

如果你关注近几年的政治时事,或者看过动作电影,那么你对于“定时炸弹”思想实验肯定很熟悉。它要求你想象一个炸弹或其他大规模杀伤性武器藏在你的城市中,并且爆炸的倒计时马上就到零了。在羁押中有一个知情者,他知道炸弹的埋藏点。你是否会使用酷刑来获取情报?

【解读】
与电车难题类似,定时炸弹情景也是强迫一个人从两个不道德行径中选择的伦理问题。它一般被用作对那些说在任何情况下都不能使用酷刑的反驳。它也被 用作在极端形势下法律——就像美国的严禁虐囚的法律——可以被放在第二位的例子。归功于像《24小时》的电视节目和各种政治辩论,定时炸弹情景已成为最常 引用的思想实验之一。今年早些时候,一份英国报纸提出了更为极端的看法。这份报纸提议说,如果那个恐怖分子对酷刑毫无反应,那么当局者是否愿意拷打他的妻 子儿女来获取情报。

【再思辨】
关于这个,是到目前为止我论述过最多的东西了。去时光网看看我的同名博客好了,太多了,没法转。
http://i.mtime.com/650430/blog/4361562/
相关度100%的电影叫《文明的代价》

7.爱因斯坦的光线(Einstein’s Light Beam)

爱因斯坦著名的狭义相对论是受启于他16岁做的思想实验。在他的自传中,爱因斯坦回忆道他当时幻想在宇宙中追寻一道光线。他推理说,如果他能够以 光速在光线旁边运动,那么他应该能够看到光线成为“在空间上不断振荡但停滞不前的电磁场”。对于爱因斯坦,这个思想实验证明了对于这个虚拟的观察者,所有 的物理定律应该和一个相对于地球静止的观察者观察到的一样。

【解读】
事实上,没人确切知道这意味着什么。科学家一直都在争论一个如此简单的思想实验是如何帮助爱因斯坦完成到狭义相对论这如此巨大的飞跃的。在当时,这个实验中的想法与现在已被抛弃的“以太”理论相违背。但他经过了好多年才证明了自己是正确的。

【再思辨】
随着欧洲核物理实验室关于超光速粒子实验的成功,爱因斯坦理论、或者说现代物理的大厦,必将推倒重建了。
仅就这个实验我想问的是,在承认爱因斯坦关于光速极限的理论前提下,我们设想一个已经达到了光速极限的粒子,它究竟是如何得以“震动”的呢? 只要震动,不论快慢大小。都会有“速度”吧?那么一个已经达到极限的“速度体”,其用来振动的“多余速度”是从何而来的呢?
为了解释这个,又不得不做更多的“思想试验”,臆造出更多的“合理理论”来解释自己解释不了的事情。
如果在以前,用自编的、谁也无法验证的东西来解释自己都解释不了的问题,我们可以用“高端”、甚至是“伟大”来称呼的话……如今基石已经轰然倒塌。类似的思想试验和自我解释自我证明,恐怕要用“胡思乱想”和“闭门造车的胡编乱造”来形容了吧?
至少,如果名字换成不是爱因斯坦的其他什么人,比如区区在下,大家恐怕就会毫不吝啬词汇了……

6.特修斯之船(The Ship of Theseus)

最为古老的思想实验之一。最早出自普鲁塔克的记载。它描述的是一艘可以在海上航行几百年的船,归功于不间断的维修和替换部件。只要一块木板腐烂 了,它就会被替换掉,以此类推,直到所有的功能部件都不是最开始的那些了。问题是,最终产生的这艘船是否还是原来的那艘特修斯之船,还是一艘完全不同的 船?如果不是原来的船,那么在什么时候它不再是原来的船了?哲学家Thomas Hobbes后来对此进来了延伸,如果用特修斯之船上取下来的老部件来重新建造一艘新的船,那么两艘船中哪艘才是真正的特修斯之船?

【解读】
对于哲学家,特修斯之船被用来研究身份的本质。特别是讨论一个物体是否仅仅等于其组成部件之和。一个更现代的例子就是一个不断发展的乐队,直到某 一阶段乐队成员中没有任何一个原始成员。这个问题可以应用于各个领域。对于企业,在不断并购和更换东家后仍然保持原来的名字。对于人体,人体不间断的进行 着新陈代谢和自我修复。这个实验的核心思想在于强迫人们去反思身份仅仅局限在实际物体和现象中这一常识。

【再思辨】
这是个终极命题,没有最终答案,却能引发很好的思考。
现代文艺对这个命题探讨最深刻的应该是《攻壳机动队》了。其中探讨了每一个不同程度义体化的人类的自我认同,以及随着义体化程度提高而带来的自我独立(特殊)性丧失的问题。
个中极致,就是结合了笑面人之后,完全虚拟化的素子,究竟如何进行自我认定、自我认同、保持(独特的)自我的问题……当然,给出的只能是借不同人物之口说出的各种见解,而非终极答案。
从这个思考,我们可以反思现实中的人类本身(我们)——人,之所以为“人”,是不是仅仅因为多了一个赚钱谋生这一其他动物并不具备的生存技能呢?还是因为懂得了思想独立的重要性,而因此被界定为一个个同等重要的独特、独立个体?

5.伽利略的重力实验(Galileo’s Gravity Experiment)

为了反驳亚里士多德的自由落体速度取决于物体的质量的理论,伽利略构造了一个简单的思想实验。根据亚里士多德的说法,如果一个轻的物体和一个重的 物体绑在一起然后从塔上丢下来,那么重的物体下落的速度快,两个物体之间的绳子会被拉直。这时轻的物体对重物会产生一个阻力,使得下落速度变慢。但是,从 另一方面来看,两个物体绑在一起以后的质量应该比任意一个单独的物体都大,那么整个系统下落的速度应该最快。这个矛盾证明了亚里士多德的理论是错误的。

【解读】
这个思想实验帮助证明了一个很重要的理论:无论物体的质量,不考虑阻力的情况下,所有物体自由落体的速率都是一样的。

【再思辨】
这是个十分不严谨的(思想)实验。
两个物体质量的相差是多少?虽然本来不太重要,但要算作一个系统,而且彼此还有某种“关联”,尤其是要推翻的就是跟重量有关的理论——的时候,这种差异就显得重要了。
绳子是如何把两个物体绑定为一个系统的?有多长?多长时间后绷紧?有没有伸缩反弹?“绷紧”前后的“系统”能算同等状态的系统吗?状态不同的系统所产生的结果可以当作一个系统比较吗?
系统(在绳子绷紧后)由于内部状态的改变,而改变了整体运行方式——即假设绷紧前,重的物体下落快;绷紧后,整个系统由于绳子的刚性参与,变成了一个更重的整体,从而下落的更快——不可以吗?
首先,我们可以认定,从这个“思想试验”,建立了一个失败的系统模型。依托这个模型思考,是推不翻亚里士多德“重者落得快”理论的,更推导不出 “两个物体等速下降”这种必须通过实验观察才能得出的结论——最通俗的讲,如果说把我跟短跑冠军拴在一起就能证明我们跑得其实一样快,可以吗?
事实上,如果不算外因(比如空气阻力),只考虑重力对下落速度的影响的话——轻的那个肯定要快些!! 因为重力加速度。 或者根本的说,如果要改变质量较大的物体的运行状态,就要在单位时间内“耗费更大的能量”,或者同时“耗费更多的时间”。


4.猴子和打字机(Monkeys and Typewriters)

另一个在流行文化中占了很大分量的思想实验是“无限猴子定理”,也叫做“猴子和打字机”实验。定理的内容是,如果无数多的猴子在无数多的打字机上 随机打字,并持续无限久的时间,那么在某个时候,它们必然会打出莎士比亚的全部著作。猴子和打字机的设想在20世纪初被法国数学家Emile Borel推广,但其基本思想(无数多的人员和无数多的时间能产生任何/所有东西)可以追溯至亚里士多德。

【解读】
简单来说,“猴子和打字机”定理是用来描述无限的本质的最好方法之一。人的大脑很难想象无限的空间和无限的时间,无限猴子定理可以帮助理解这些概 念可以达到的宽度。猴子能碰巧写出《哈姆雷特》这看上去似乎是违反直觉,但实际上在数学上是可以证明的。这个定理本身在现实生活中是不可能重现的,但这并 没有阻止某些人的尝试:2003年,一家英国动物园的科学家们“试验”了无限猴子定理,他们把一台电脑和一个键盘放进灵长类园区。可惜的是,猴子们并没有 打出什么十四行诗。根据研究者,它们只打出了5页几乎完全是字母“s”的纸。

【再思辨】
还有个著名的说法,电影里经常提到的“某件事情的概率小到了如同一场飓风席卷了飞机废料场,却奇迹般的恰好组装成一架波音747那样”。
但这个思想实验有着明显的思维漏洞:即把“偶然”和“必然”同等类比,妄图用数学模式解释一切(的倾向)。 仅就上面的两个例子分析:
1.(作为戏剧家的)莎士比亚的诞生不是偶然的,其作品诞生也不是偶然的,都是在目的性明确的思维驱使下有序产生的。
2.波音747的设计不是偶然的,生产不是偶然的。都是在目的性明确的思维、以及明确的目标利益的驱使下有序产生的。
数学至上者有一个通病——总是倾向于用数学解释一切,甚至要用概率几乎为零的随机偶发事件,囊括和解释目的性和主观能动性都十分明确的必然事件。这是一种完全本末倒置的思维。
数学,只是人类发明出来描述部分事物的工具之一,它甚至在大多数非技术领域都是比较次要的工具——尤其是涉及到人类主观能动性的时候。
综上,这个所谓思想试验(其实就是个假设而已),意义不大,充其量说明了“只要允许无限放宽条件,特定结果就有偶然碰上的可能”而已。

3.中文房间(The Chinese Room)

“中文房间”最早由美国哲学家John Searle于20世纪80年代初提出。这个实验要求你想象一位只说英语的人身处一个房间之中,这间房间除了门上有一个小窗口以外,全部都是封闭的。他随 身带着一本写有中文翻译程序的书。房间里还有足够的稿纸、铅笔和橱柜。写着中文的纸片通过小窗口被送入房间中。根据Searle的理论,房间中的人可以使 用他的书来翻译这些文字并用中文回复。虽然他完全不会中文,Searle认为通过这个过程,房间里的人可以让任何房间外的人以为他会说流利的中文。

【解读】
Searle 创造了“中文房间”思想实验来反驳电脑和其他人工智能能够真正思考的观点。房间里的人不会说中文;他不能够用中文思考。但因为他拥有某些特定的工具,他甚 至可以让以中文为母语的人以为他能流利的说中文。根据Searle,电脑就是这样工作的。它们无法真正的理解接收到的信息,但它们可以运行一个程序,处理 信息,然后给出一个智能的印象。

【再思辨】
这个理论的全部立足点——也是其荒谬之处,就在于“作者对中文的过多的神秘感和过少的了解”。
其实要击垮这个论题很简单。把实验对象置换一下,换成一个从来没听说过英文的中国人(或毛里求斯人、或坦桑尼亚人…),拿着一本汉英词典关进小屋,然后让这个“美国哲学家”跟他笔答……
要是问“哲学家大人,通过交流,您是否全心全意认为屋子里的是一个熟练掌握了英语的人呢?”——估计这位嘴都能撇到后脑勺去……
我看不出拿这个空想来反驳所谓的“电脑智慧论(真有这么无知的?)”,有任何力度。

2.薛定锷的猫(Schrodinger’s Cat)

薛定锷的猫最早由物理学家薛定锷提出,是量子力学领域中的一个悖论。其内容是:一只猫、一些放射性元素和一瓶毒气一起被封闭在一个盒子里一个小 时。在一个小时内,放射性元素衰变的几率为50%。如果衰变,那么一个连接在盖革计数器上的锤子就会被触发,并打碎瓶子,释放毒气,杀死猫。因为这件事会 否发生的概率相等,薛定锷认为在盒子被打开前,盒子中的猫被认为是既死又活的。

【解读】
简而言之,这个实验的核心思想是因为事件发生时不存在观察者,盒子里的猫同时存在在其所有可能的状态中(既死又活)。薛定锷最早提出这个实验是在 回复一篇讨论量子态叠加的文章时。薛定锷的猫同时也说明了量子力学的理论是多么令人无法理解。这个思想实验因其复杂性而臭名昭著,同时也启发了各种各样的 解释。其中最奇异的就属 “多重世界”假说,这个假说表示有一只死猫和一只活猫,两只猫存在在不同的宇宙之中,并且永远不会有交集。

【再思辨】
这个实验本身没什么好说的,是个成功的实验,道理也不错。
最荒谬可笑的是,一些憋了很久都憋不出新玩意奇幻物理学家和我上文提到的那些“数学至上主义者”,一看到这个,大脑里那根“十分灵活的蠢弦”立刻 就嗙啷嗙啷地拨动了起来,于是什么平行宇宙啦、N重量子宇宙啦……一大票的胡思乱想、胡编乱造的各种理论,一时间甚嚣尘上……按照他们中比较极端的思路, 你便便时哪怕不小心抖一下,都会抖出一个宇宙来!
对数学至上主义者而言,他们已经从“凡是存在的,就是算得出来的”突变进化到“凡是算得出来的,才是存在的;凡是算得出来的,就是必定存在的”……总之,已经和穆斯林对安拉的认识相差不远了。
而对于那些奇幻量子物理学家而言,论证已经不再是通往真理的必经之途。只消奇妙的那么一想,再用无所不能的数学建它一个模型,反正没人推翻得 了……想要推翻,你必须有能力去到另一个或N个宇宙、保留证据、全身而退,你还要保证他们会承认你的证据,并且能让他们放弃到手的项目资金去公开承认错 误……否则,“你怎么知道(证明)我说的东西(比如平行宇宙)不存在?”——瞧瞧,现在的科学家已经不必去证明自己的假想是否符合事实了!!你不相信,就 得拿出其幻想的东西不存在的证据来……所以,尽可胡编乱吹,吹乎得越是玄之又玄、花样翻新,名利就越长久……

1.缸中的大脑(Brain in a Vat)

没有比所谓的“缸中的大脑”假说更有影响力的思想实验了。这个思想实验涵盖了从认知学到哲学到流行文化等各个领域。这个实验的内容是:想象有一个 疯狂科学家把你的大脑从你的体内取出,放在某种生命维持液体中。大脑上插着电极,电极连到一台能产生图像和感官信号的电脑上。因为你获取的所有关于这个世 界的信息都是通过你的大脑来处理的,这台电脑就有能力模拟你的日常体验。如果这确实可能的话,你要如何来证明你周围的世界是真实的,而不是由一台电脑产生 的某种模拟环境?

【解读】
如果你觉得这听起来很像《黑客帝国》,那么你说对了。这部电影以及其他一些科幻作品,都是在这个思想实验的影响下创作出来的。这个实验的核心思想 是让人们质疑自身经历的本质,并思考作为一个人的真正意义是什么。这个实验的最初原型可以一直追溯至笛卡尔。在他的《Meditations on the First Philosophy》一书中,笛卡尔提出了能否证明他所有的感官体验都是他自己的,而不是由某个“邪恶的魔鬼”产生的这样的疑问。笛卡尔用他的经典名言 “我思故我在”来回答这个问题。不幸的是,“缸中的大脑”实验更为复杂,因为连接着电极的大脑仍然可以思考。这个实验被广泛的讨论着,有许多对于此实验前 提的反驳,但仍没有人能有力的回应其核心问题:你究竟如何才能知道什么是真实?

【再思辨】
很好的命题。
能带给人们永恒思索的命题,就叫作终极命题。比如“鸡生蛋,蛋生鸡”。
高明的思想实验,就是这种构件极其简单,但无法、或者无必要实际动手验证……而且,最重要的是,要带给人思考、思辨,而不是统一答案。(可对比上面伽利略的“思想实验”)
就“缸中大脑”这个命题而言,“正确”的答案应该是“多种多样的”。
笛卡尔的答案,就是一个层次比较高的选择,在他的语境内,“哪一个世界是(物质上)真实的,并不是最重要的——思考的那个我,才是‘真实的自我’,而这个(有独立、特殊人格的)‘真实的自我所应对的世界’,才是‘真实的世界’。”
《十三楼》里面的人物认为,“边缘”以外的世界才是真实世界。
《黑客帝国》里的尼欧等人认为,摆脱了全方位欺骗的世界才是真实世界。
当然,“虚虚实实无所谓,有饭吃就成”也是一种选择。
我认为,最“真实”的世界,是对……【此处省略N个和谐词汇】,每一个人都能有“基于其思想独立性之上的个人思考”的那个世界。

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