5 mõttekatset, mis sulavad su aju

Mõni teadus on laboris toimumiseks liiga suur, ohtlik või imelik.

Autor: Evan Daševski

Albert Einstein kasutas oma revolutsiooniliste teooriate kujundamiseks kuulsalt „mõttekatseid” (st suursuguseid „mis siis kui” stsenaariume, mida oleks laboris keeruline läbi viia - kui mitte võimatu - läbi viia).

Need teooriad olid muidugi midagi enamat kui lihtsalt väljamõeldud naba pilk; neile tehti palju eelretsenseeritud matemaatikat. Kuid rolli, mida mõttekatsed raja valgustamisel mängisid, ei tohiks siiski alahinnata. Tegelikult ennustasid paljusid suuri teaduslikke avastusi kujuteldavad stsenaariumid, mis olid postitatud aastakümneid (mõnikord aastatuhandeid, nagu näete allpool), enne kui teadus leidis võimalusi nende katsetamiseks.

Mõttekatsed aitavad teadlastel leida, milliseid küsimusi nad peaksid esitama, isegi kui neil pole veel vahendeid neile vastamiseks. Paljud mõttekatsetused hõlmavad selliseid asju nagu edasijõudnud füüsikajuhid (näiteks Schrödingeri kuulus kass), kuid on ka mitmeid, mis ei vaja doktorikraadi.

Siin on viis peamiselt matemaatikavaba mõttekatset, mille eesmärk on aju vaid pisut sulatada (millest mõned on teadusele järele jõudnud, mõned aga tekitavad endiselt kiiret arutelu). Neil võib olla lõbus valida, kuid pidage meeles, et neil retoorilistel kapriisidel võib olla väga tõsiseid tagajärgi, kui teadus peaks kunagi järele jõudma.

1) Kas kapten Kirk suri igas Star Treki episoodis?

Kas teadsite, et suri eile õhtul? No sa said hakkama. Kuid teid asendati täpse koopiaga, millel on surnud „teie” kõigi samad füüsilised omadused - isegi samad mälestused. Ei usu mind? Noh, eksida oleks tõesti raske.

See on filosoof Donald Davidsoni poolt 1980ndate lõpus esitatud eksperimendi „Swampman” põhikontseptsioon. Selles katses rändab inimene läbi soo ja tappis välgulöögi, kuid juhusliku võimaluse korral lööb uus välklamp lähedal asuvasse sohu ja korraldab kõik orgaanilised osakesed ümber, et luua täpne koopia (koos kõigi mälestuste ja sellistega) ) tapetud mehe kohta. Uus Swampman ärkab ja elab surnud mehe ülejäänud elu.

Kas see uus Swampman on sama mees, kui repliik (muust maailmast rääkimata) ei oska vahet öelda? See sõltub sellest, mida peate "mina". (See konkreetne eksperiment nõuab ka paljusid tõlgendusi, mis on seotud mitmesuguste paljude maailmateooriatega - ümberringi pidi olema palju naba pilku.)

Kogu Swampmani stsenaarium näib olevat asjatult keerukas viis selle küsimuse esitamiseks. Eriti kui meil on ulme replikatsioonide kohta palju ligipääsetavam metafoor: Star Treki vedaja.

Nii et mõelge sellele nii - kas iga kord, kui kapten Kirk vedajast läbi käis, suri ta tegelikult? Ja kas koopia endast ehitati allpool olevale planeedile ümber? Mis puutub ülejäänud universumisse (sealhulgas “uus kapten Kirk”), siis midagi ei muutu. Ainus inimene, kelle jaoks midagi valesti on, on Kirk 1.0, kes tapeti lihtsalt ebatavaliselt.

See kõik võib tunduda huvitav - kui see on kasutu - mõtisklemine, kuid see ei pruugi alati nii olla. Liiga kauges tulevikus võime väga hästi leida võimaluse 1) teleporteeruda oluliseks a Star Trekiks või 2) laadida oma mõtted digitaalsesse vormi kogu Kurzweili stiilis. Ja võib-olla oleks meie huvides, et kõigepealt saaksime läbi käia selliste küsimuste lahendamine - kas te ei tahaks teada, kas mõrvasite enesetapu iga kord, kui keegi teid “kiirustas”?

2) Kõik peatapid on ületamatud

Üks kuulsamaid ja kestvamaid mõttekatseid on Vana-Kreeka filosoofi Zeno Elea kätetöö (arutletakse selle üle, kas tänapäevane teadus ja matemaatika on lõpuks vastanud „Zeno paradoksidele”, kuid täpsemalt allpool). Ilmselt oli Zenol käes hullumeelne vaba aeg, mis võimaldas tal tulla asjatult intrigeerivate teesklustega, näiteks kuulsa “Achilleuse ja kilpkonnaga”:

Achilleus oli kreeka pärimuse suur kangelane, kes otsustas Zeno eksperimendi järgi väljakutsuda kilpkonna jalavõistlusele. Zeno sõnul oli Achilleus oma kilpkonnavõistlusvõimetes nii kindel, et andis vastasele mõõduka edumaa. Muidugi, isegi selle puude korral peaksid suured Achilleused - rääkimata ühest töövõimelisest täiskasvanud inimesest - kilpkonnast hõlpsalt mööda saama ja inimkonna domineerimise taas testtudiinide üle kinnistama, eks?

Noh, nagu selgub, mitte nii palju. Konkreetse loogikafiltri kaudu vaadatuna on vaestel Achilleustel tegelikult võimatu seda võistlust kunagi võita. Midagi siin kõlavat? Kõigepealt kuulakem probleemi, nagu on kirjeldanud Aristoteles füüsikast: VI raamat:

Võistlusel ei saa kiireim jooksja kunagi aeglasemat möödasõitu, kuna jälitaja peab kõigepealt jõudma punktini, kust ta jälitas, nii et aeglasem peab alati juhtima.

Las ma üritan selgitada. Selles mõttekatses eeldame, et Achilleus ja kilpkonn võistlevad konstantsel kiirusel: vastavalt väga kiire ja väga aeglane. Võistluse mingil hetkel jõuab Achilleus kilpkonna algsesse stardipunkti. Kuid aja jooksul, mis kulus Achilleuse sinna jõudmiseks, on kilpkonn edasi liikunud. Siis oleks Achilleuse järgmine ülesanne täita uus vahe enda ja kilpkonna vahel, kuid selleks ajaks, kui ta selle tegi, oleks kilpkonn jälle mõne väiksema summa võrra edasi liikunud. Seejärel kordub protsess uuesti ja uuesti. Achilleuse ees on alati uus (kui väiksem) tühik, mida ületada. Kaasavõtmine: suur Achilleus kaotab võistluse suure jama rabava kilpkonnani ja ükski defitsiit pole kunagi ületatav.

Muidugi, see pole reaalsus. Iga töövõimeline inimene (rääkimata tippsportlasest) suudab aeglaselt liikuva kilpkonna hõlpsalt ületada isegi (mõistlikult ületatava) edumaaga. Kuid ehkki selle järeldus on vale, ei saa te sinna sattunud loogikat lihtsalt eitada. Siit saate lugeda üsna detailset olukorra ümberlükkamist, mis seob lõpliku vale tõlgendamise näilise paradoksi. Samal ajal ütleksid kvantmehaanika järgijad, et lahendus on meie võimetus teada, kus mõni objekt kindlalt asub. Kuid see näitab, kuidas mõtteeksperiment võib aidata süvendada uurimist.

3) Me ei peaks tegelikult olema võimelised midagi tegema

Siin on veel üks meie vanalt sõbralt Zenolt ja see on mõtleja liikumise olemuse kohta (ja taas on arutelu selle üle, kas tänapäeva teadus on sellele rahuldavalt vastanud).

Esiteks kujutage ette, et keegi tulistab noole sihtmärgist mõnekümne jala kaugusel. "Siin on veel üks armas näide elementaarsest Newtoni füüsikast, mis töötab nii, nagu peab," võite mõelda. Kuid kui vaadata väga konkreetset loogilist filtrit, peaks see olema täiesti võimatu.

Ütleme nüüd, et külmutasite lihtsalt mingil hetkel noole trajektoori (kogu Langolieri stiil, kui soovite minna ülimenukaks) aega. Sel konkreetsel hetkel peatub nool ruumis ühes kohas. Ühelgi ajahetkel ei toimu liikumist. Nool võib olla ainult ühes või teises kohas ja mitte kunagi nende vahel. Niisiis, kuidas see saab ühest hetkest teise, kui kahe koha vahel pole kunagi ühtegi hetke? Miski ei tohiks tegelikult oma positsiooni ühe hetkega teise muuta.

Muidugi pole see tegelikult probleem. Asjad liiguvad kogu aeg tahtmatult, hoolimata aastatuhandete vanusest loogilisest argumendist, miks nad ei peaks seda saama. Selle kohta, miks liikumine tegelikult võimalik on, on olemas mõned ülimad füüsika seletused. Kuid veel jääb arutelu selle üle, kas Zeno paradoksidele on tõepoolest rahuldavalt vastatud.

4) Reaalsust tegelikult ei eksisteeri

Me kõik jälgime maailma täpselt samal viisil, eks? Noh, on üha ilmsem, et see pole tegelikult nii. Ja vaatluse ja mõistmise olemus on 17. sajandi filosoofi William Molyneux tõstatatud probleemi keskmes.

Nii kirjeldas ta seda probleemi kirjas professionaalsele mõtisklejale John Locke'ile:

Oletame, et inimene, kes on sündinud pimedas ja nüüd täiskasvanud ning keda ta on oma puudutusega õpetanud eristama kuupi ja sama metalli kuuli ning peaaegu sama väärikust, et öelda, kui ta tundis üht ja teist, mis on kuup, mis on kera. Oletame siis, et kuup ja kera asetati lauale ning pime mees pani vaatama: päring, kas ta võis nüüd enne silmist enne nende puudutamist eristada ja öelda, milline on maakera, milline kuubik? Sellele vastab äge ja mõistlik ettepaneku tegija: „Ei ole. Sest kuigi ta on saanud kogemuse, kuidas maakera ja kuup mõjutavad tema puudutust; ometi pole ta veel saavutanud kogemust, et see, mis mõjutab tema puudutust nii või naa, peab mõjutama tema nägemist nii või naa ... ”

Lühidalt öeldes on küsimus selles, kas pime inimene, kes õppis põhilisi kujundeid puute abil eristama, oleks äkki nägemisjõu saamisel võimeline neid objekte eristama? Teisisõnu, kas ühest aistingust pärinev teave tõlgib teise või seostame neid ainult oma mõtetes? Tegelikult teame sellele vastust, nii et tehke nüüd oma arvamised.

See küsimus on tekitanud palju arutelusid, kuna see esitati esimest korda sajandeid tagasi. Kuid nagu selgub, on meditsiiniteadus üsna lähiajaloos jõudnud punkti, kus saame mõnele inimesele visiooni tagasi anda ja sellele küsimusele vastata - ja vastus on eitav, ei ole inimesed võimelised puutetundlikkust visuaalseks informatsiooniks tõlkima. .

Kuid siin näeme mõttekatsete väärtust: Kaasaegne eksperimenteerija ei oleks arvatavasti kunagi mõelnud seda reaalse maailma katset isegi proovida, kui filosoofid poleks sellega varasemate sajandite jooksul maadlenud.

5) Kui Google'i auto peab kedagi tapma, kes see peaks olema?

Kujutage ette: asute sillal, kust avaneb vaade kärude rööbaste komplektile, ja märkate, et viis inimest on rööbaste külge kinni sidunud üks petlik (ja arvatavasti vuntsi keeristav) kaabakas. Siis näete radadelt alla juhitavat käru, mis kindlasti tapab õnnetud inimesed, kui keegi ei sekku. Oh ei!

Selle stsenaariumi korral olete vankri peatamiseks liiga kõhn. Kuid saate aru, et jagate oma silda hiiglasliku paksuga mehega, kellel - kui te teda käru ette lükkaksite - oleks ümbermõõduga piisav, et käru peatada ja viis seotud inimest päästa, ehkki ta kindlasti tapetakse .

Nüüd seisavad teid silmitsi järgmiste võimalustega: 1) Tehke mitte midagi ja viis inimest surevad, või 2) Lükake paks mees vankri ette ja ohverdage ta viie inimese nimel. Kas olete mõlemal juhul süüdi nende süütute inimeste surmades? Kas seaduses tuleks teha vahet?

Seda pahandust on kohandatud mitmel viisil, sealhulgas versioonid, kus viis inimest (või paks mees) on asendatud taunitava kaabakaga. Lugu ajendab palju naba vahtima süütust ja väärtuste hierarhiat, millel pole vähe praktilisi tagajärgi. . . alles hiljuti.

See küsimus valmistab väga suurt muret, kuna me jagame teid ja maanteid üha suurema arvu juhita sõidukitega. Ja kindlasti, nende sõidukite (või pigem nende tarkvaraarendajate) ees on sarnased stsenaariumid, kuid selliste sõidukite puhul, mille tulemused pole kaugeltki nii kindlad, kui nad on algse probleemi puhul.

Kas juhita auto peaks laskuma teisele sõidurajale, et vältida väikest last, kes lihtsalt tänavale jooksis? Kas see peaks tegema täieliku peatuse, et vältida roniva hirve löömist, teades, et selle taga on kiiruseületamise auto? Kas need otsused muutuvad, kui juhita sõidukiks on süüdimõistetud mõrtsukaid vedav vanglabuss või võib-olla kiirabi raseda naisega, kes suundub haiglasse kaksikute sünnitamiseks? Kelle eest tuleks vastutust võtta, kui keegi neist tapetakse või vigastatakse?

See on üks neist aegadest, kus probleemid laskuvad pilvedest maapinnale. Isegi kui tehnoloogiat pole veel siin, ei saanud see sellest rääkima hakata.

Loe lisaks: Eetiliste ainete õpetamise dilemma isesõitvatele autodele.

Algselt avaldati veebisaidil www.pcmag.com.