TORTURE 八个思想实验_【SOLITAIRE】

“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧问题，却需要有创造性想象力，而且标志着科学的真正进步。”...

SOLITAIRE按：网上一直盛传“史上最烧脑的十个思想实验”，据我所知，由Evan Andrews所总结的一些经典的思想实验其实只有八个。本期TORTURE为大家简单罗列一下，这八个著名的思想实验。

关于我的更新速度……对了，你们知道公众号可以置顶了吗？

(*ﾟｰﾟ)

对了，SOLITAIRE有了自己的首签，在这里要感谢欧姆君，顺带安利一下他的个人号【Pecohmuliar】。相信冥冥之中，所有的文字都在布置一个人的人生。

文 / Evan Andrews

译 / Linsey

校对 / 云外

原文 / www.toptenz.com

封面图片 / 雅典学院（2.794X6.172m）Raffaello Sanzio

首先先介绍一下思想实验。这是一种精神上的观念或假想，通常和谜语相似，是哲学家和科学家用以了解什么是大众思想的一种简单方法。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，也并不奇怪。

8定时炸弹（The Ticking Time Bomb）

如果你关注近几年的政治时事，或看过动作电影，那么你对“定时炸弹”实验肯定很熟悉。它要求你想象有一个炸弹或其他大规模杀伤性武器藏在你的城市中，并且倒计时马上将归零。城市里有一个知情者，他知道炸弹的埋藏点。你会使用酷刑来让他吐出情报吗？

意义：

与电车难题¹（Trolley Problem）类似，定时炸弹实验也是强迫一个人从两个不道德行为中选择其一的伦理问题。它一般用来反驳那些说在任何情况下都不能使用酷刑的言论。它也被用作在极端形势下法律可以被放在第二位的情况，如美国严禁虐囚的法律。归功于《24小时》之类的电视节目，还有一些政治辩论，定时炸弹已成为最常被提起的思想实验之一。今年早些时候，一份英国报纸提出了更为极端的看法。这份报纸说，如果这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和儿女来逼他吐出情报。

7爱因斯坦的光线（Einstein's Light Beam）

很少有人知道爱因斯坦著名的狭义相对论是受到他16岁时一个思想实验的启发。在他的著作《自述注记》中，爱因斯坦回忆道他当时幻想在宇宙中追逐一道光线。他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在空间内呈现为“不断振荡但停滞着的电磁场”。对于爱因斯坦，这个思想实验证明了对于他作为一个富有想象力的观察者，“在有相同定律和一个相对于地球静止观察者的情况下，任何事都有可能发生。”

意义：

事实上，没人能给出明确的论证。这个看似简单的思想实验究竟是如何让爱因斯坦完成了建立狭义相对论所需的巨大理论飞跃，科学家们始终争论不休，因为这个实验与当时的“以太”（aether）²理论相矛盾，该理论认为光的传播需要一种隐性的介质。如今，人们知道“以太”理论并不正确，但爱因斯坦花了好几年时间才确证了自己的理论。他说，那个思想实验就像一粒“胚芽”，最终结出了“狭义相对论”的果实。这枚硕大而饱满的果实，在理论物理学领域贡献卓越，也让爱因斯坦本人第一次站上了理论物理学的顶点。

6忒休斯之船（The Ship of Theseus）

史上最为古老的思想实验之一便是被称为忒修斯之船的悖论。这个实验最早出自普鲁塔克的记载。它描述了一艘可以在海上航行几百年的船，这归功于不断的维修和部件的替换。只要一块木板腐烂了，它就会被替换掉，以此类推，直到所有的部件都不再是最初的那些。问题是，最终产生的这艘船还是原来的忒修斯之船，还是一艘完全不同的新船？如果不是原来的船了，那么从什么时候开始它不再是原来的船了？哲学家托马斯·霍布斯后来对此进行了更深刻的探讨：如果有人用忒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忒修斯之船？

意义：

哲学家们常用“忒修斯之船”来探求事物的本质属性，特别是一个物体是否仅为其各部件之和。一个比较现代的例子是：如果某乐队里的大部分或全部成员都已更换，那么这个乐队还能算是原来那个乐队吗？从商界到人体学，各个领域都会出现这样的问题。例如，若企业高层已合并或更换，这家企业还应继承原企业名吗？若新陈代谢让新的细胞替换了旧的细胞，新的血液替换了旧的血液，这个人还是原来那个人吗？世人常将事物的本质等同于其物质或现象，而这个实验归根结底就是逼迫人们去质疑：事物的本质是否仅止于此？

5伽利略重力实验（Galileo's Gravity Experiment）

说到思想实验之鼻祖，物理学家兼天文学家伽利略（Galileo）算得上一个。当时的亚里士多德（Aristotle）认为“物体的降落速度取决于其质量”，伽利略想出了一个非常简单的思想实验来论证这个理论并不正确。他说，如果将一个较轻的物体和一个较重的物体绑在一起，从一座高塔上抛出，由于较重物体的下落速度较快，两个物体间的绳子就会被拉得很紧，较轻的物体会对较重的物体产生一股向上的拉力，从而减缓较重物体的下落速度。但伽利略又推论说，将两个物体绑在一起，它的重量必然超过其单个物体，因而这两个物体作为一个整体，下落速度会更快一些。正是这一矛盾，推翻了亚里士多德关于物体下落速度的假说。

意义：

提起伽利略，最有名的典故莫过于那个“两个铁球同时着地”。话说他从比萨斜塔（the Leaning Tower of
Pisa）上扔出两个铁球，重的那个并没有比轻的那个掉落得更快。然而，该典故的真实性并不可考。不过，就凭这个简单却明晰的思想实验，他论证了一个非常重要的重力学理论：任何物体自由落体的速率都一样，与其质量无关。

4猴子与打字机（Monkeys and Typewriters）

另一个在流行文化中获得广泛关注的思想实验是“无限猴子定理”，也叫做“猴子和打字机”实验。该定理认为，如果有无数多的猴子在无限久的时间里，在无数多的打字机上随机打字，那么在某个时间点，它们“几乎必然”会打出莎士比亚的全部著作。猴子和打字机的设想在20世纪早期由法国数学家埃米尔·伯莱尔推广，但其基本思想，即无数多的人员和无数多的时间能产生任何/所有东西的理论，可以追溯至亚里士多德。

意义：

简单地说，“猴子与打字机”定律很好地解释了什么叫“无限性”。人类曾有过一段很难理解“宇宙之无穷、时间之无尽”的时期，这个思想实验则帮助人们明白，“无穷无尽”到底意味着什么。猴子可以写出《哈姆雷特》（Hamlet）？听起来就像是天方夜谭。但从数学角度进行论证，只要考虑到其无限性，则完全可以论证成功。在现实世界，这个实验似乎无法开展，但仍不免有人想尝试。2003年，英国的科学家们试图在一个动物园里验证这一定律。他们将一台电脑及其键盘放到一个灵长类动物围栏内，不幸地是，猴子们可没兴趣写什么十四行诗。据研究者称，它们倒是创造出了长达5页纸的“作品”，不过除了满篇满幅的“s”，很难在该“作品”里再找到么其他字母(*ﾟｰﾟ)

P.S：与这个实验同样的道理，我们知道圆周率π是无限不循环小数。这也就意味着，全世界所有人的生日、手机号码、所有的数字密码，一切可能的数字组合都可能包含在这串小数里的某一个位置。如果将其乐谱化，那么圆周率可以写成的乐谱也是包罗万象的！所有的旋律、riff都可能在里面！

所以最近，有一个叫David Macdonald的音乐家将圆周率乐谱化，并且用钢琴演奏出了美妙的旋律……我不了解你们想不想知道更多，所以可以在本期图文的最后投个票喔。

3薛定谔的猫（Schrodinger's Cat）

薛定谔的猫是一则关于量子力学的著名悖论，由物理学家欧文·薛定谔（Erwin
Schrödinger）提出，其内容如下：将一只猫关在一个密闭的盒子内1小时，盒子里同时放有某放射性元素以及一个装有致命性毒气的小药瓶。在这一小时内，该放射性元素发生衰变的可能性为50%。如果发生衰变，则用于计量衰变的盖格计数器（Geiger
counter）就会触发开关，让一把小锤子将装有毒气的药瓶击破，从而把盒子里的猫杀死。这种情况的发生几率为50%，因而薛定谔断定，盒子未打开以前，猫则同时处于既死亡又活着这一双重状态，即既死又活。

意义：

一句话，这个实验想要说明的是：在无人见证的情况下，某物体可同时处于其所有可能的状态（如本案例中，这只猫同时处于既死亡又活着这一双重状态）。“如果森林里的一棵树倒下了，没人有人目击并听到声音，那么它在倒下时有没有发出声响？我们又是如何知道它是否倒下了呢？”这则很古老的谜题也表达了这一理念。薛定谔原本是想用这则思想实验来回应一篇关于量子叠加态的文章，该理论认为一个物体可同时处于其所有可能的状态。这则思想实验之复杂，简直已经到了“臭名昭著”的地步，但也正是这个原因，让它引发了大量的解说与讨论。其中最为古怪的一个莫过于“多重世界”（many
worlds）学说：既然猫可以同时处于既死亡又活着这一双重状态，那么也就存在两个互不叠加的空间来容纳这两只猫（类似于平行宇宙的感觉）。

2空地上的奶牛（The Cow in the Field）

在认识论领域（与知识有关的哲学领域），思想实验“奶牛在田野”非常有名，其内容如下：一位农夫担心自己珍爱的奶牛跑丢。一名挤奶工来到农场，告诉农夫无需担心，他来的时候在附近田野里看到了奶牛。尽管农夫觉得挤奶工说的没错，但还是决定亲自去看看。在田野里，他看到了奶牛那熟悉的黑白身体，很满意自己确证了奶牛还在田野。过了一会儿，挤奶工途经田野，就顺便看看奶牛还在不在。那头牛确实还在，不过被一小片树林挡住了，那片树丛中还挂着一大张纸，纸上恰恰是黑白图案。显然，农夫将其误认为自己的牛了。问题在于：即使奶牛就在田野里，这位农夫说他知道奶牛在田野里，他就真的知道奶牛在田野里吗？

意义：

“奶牛在田野”由埃德蒙·盖提尔（Edmund
Gettier）提出，目的在于批判非常流行的认知理论：“认知判定法则”（justifiedtrue
belief）。该理论认为，如果一个人相信某件事，在此事确实存在并有确凿证据予以证实的情况下，这个人才算真正知道这件事。在实验中，根据挤奶工的话以及自己的“亲眼所见”，农夫判定奶牛在田野里。随后，挤奶工也证实了奶牛的确在田野里。不过，农夫却并非真正知道奶牛在田野里，因为前提条件有误，他所得出的结论也就不能成立。盖提尔用这个实验以及其它一些实验，说明了“认知判定法则”还有待修正。

1瓮中的大脑（The Brain in Vat）

论及最有影响力的思想实验，非“桶中人脑”莫属。从认知科学、哲学到通俗文化，它的“身影”简直随处可见。这个实验是这样的：一个疯狂的科学家将你的大脑从你的身体里取出，放入一个装有生命维持液的桶内。将你的大脑装上电极，让其与一台能够产生图像与感觉的电脑装置相联。由于你获知的所有信息都来自于自己的脑部，那么这台电脑就足以让你过上“日常生活”。如果这一构想可以成为现实，人们又如何能够知道，自己所生活的世界真实存在着，而不仅仅只是由一台电脑所构成？

意义：

没错，看到这里你不免想起影片《黑客帝国》（The
Matrix）。这部影片以及其他很多科幻片和科幻小说，都深受“桶中人脑”之影响。该实验的核心理念在于让你去思考何为经历、何为感受、何为真正的人类。这则思想实验的走红得益于希拉里·普特南（Hilary
Putnam），而追溯其起源，则与17世纪的哲学家雷内·笛卡尔（Rene
Descartes）有关。笛卡尔在自己的著作《第一哲学沉思录》（Meditationson the First
Philosophy）里问道：一个人如何知道自己的感受就是自己的真实感受？而不是来自于某“邪灵”？他用自己的经典格言“我思故我在”回答了这一问题。不幸地是，“桶中人脑”让该问题变得更加复杂——
装有电极的人脑也可以“思考”。这一实验在哲学界引起了广泛讨论，尽管有不少人对该实验的前提条件提出了质疑，但仍然没人能回答其核心问题：你如何知道什么才是真实的存在？

注释ANNOTATE

1：电车难题（The Trolley Problem）

“电车难题”是十分有名的伦理学思想实验，其内容如下：一个疯子将5名无辜的人绑在一条手推车轨道上，而一辆失控的电车正向他们冲去。幸运的是，你可以拉动操纵杆将电车转至另一轨道。然而，该名疯子在那条轨道上也绑了一个人。此时此刻，这根操纵杆，你拉，还是不拉？

这道“电车难题”由哲学家菲利帕·富特（Philippa Foot）提出，目的在于批判伦理学的主要理论，特别是其中的功利主义（utilitarianism）。此类理论认为，“将大多数人的利益最大化”才是最道德的。根据功利主义哲学，牺牲1个人可以挽救5个人，则毫无疑问应该拉动操纵杆。但这样做的问题在于，拉了操纵杆，你就成为杀死“1个人”的同谋，那么很明显你做了一件不道德的事，因为你对此人之死负有部分责任。同时，还有人认为，但凡遇到这种情况，你就必须有所作为，不作为同样会被视为不道德。简而言之，不管你做不做、怎样做，都无法让自己在道德的世界里无懈可击，而这正是问题之关键。很多哲学家都以“电车难题”来说明：在现实世界中，人们通常会让自己的道德标准不断妥协，因为真实而完满的道德，并不存在于这个世上。

2：以太（Luminiferous aether）

又译为光以太，是古希腊哲学家亚里斯多德所设想的一种物质，为五元素之一。19世纪的物理学家认为它是一种曾被假想的电磁波的传播媒质。但后来的实验和理论表明，如果不假定“以太”的存在，很多物理现象可以有更为简单的解释。也就是说，没有任何观测证据表明“以太”存在，因此“以太”理论被科学界抛弃。

除了上述的八个著名的思想实验，还有一个也比较经典，在这里分享给各位——中文房间（The Chinese Room）

著名思想实验“中文工作室”由美国著名哲学家约翰·赛尔（John
Searle）于上世纪80年代初提出，其内容如下：将一个只会说英语的人关入一间密室，只在门上留一条投信口那么窄的缝。房内有一份英文版的计算机中英翻译程序打印稿。除此之外，房间里还有一些便笺纸、铅笔以及文件柜。从门上的“投信口”将一些印有中文的纸片投入该房间。在赛尔看来，这个人可以借助该资料进行翻译，然后将回复用中文写好后递出。赛尔认为，尽管他一句中文也不会讲，却可以让房间外的人误以为，他可以说一口流利的中文。

为了推翻电脑以及其他人工智能仪器能够具有理解及思考能力，赛尔构想出“中文工作室”这一思想实验。房间里的人完全不会中文，因而也不可能用中文进行思考。但借助某些特定工具，即使是以中文为母语的人，也会觉得他的中文很好。赛尔认为，电脑也是这样。它们并不能理解所获取的信息，只是通过运行程序来存取信息，从而让人们觉得，它们仿佛拥有了人类的“智慧”。

关于思想实验，其实早就在互联网上被传烂了。但是思想实验存在的更为重要的意义，是对其的科学性评价，而不是一时猎奇。当我们赋予其认识、实践和意义，它就必将推动人类社会的进步与发展。