Гравитационные волны. Интересные мысленные эксперименты Мысленный эксперимент с оживающей статуей проводил

Какие вам встречались самые впечатляющие мысленные эксперименты?

Почему инопланетяне не выходят с нами на контакт

На дороге лежит червяк, и вы проходите мимо него. Знает ли червяк, что вы разумный? Червяк даже не представляет о концепции разума, потому что вы являетесь намного более разумным, чем он. Так, червяк не имеет понятия о том, что что-то разумное прошло мимо него. Это заставляет задуматься, может ли у нас быть представление о том, что некие суперсущества также «проходят» мимо нас. Может, они не заинтересованы нами, потому что мы слишком глупы для них, чтобы даже помыслить о возможном диалоге? Вы не проходите мимо червяка с мыслями вроде «интересно, а о чём он думает?» Это может быть одним из лучших объяснений, почему инопланетяне до сих пор не вошли с нами в контакт. Если и наблюдают за нами, то они могли прийти к выводу, что признаков разумной жизни на Земле нет.

Как «следы» нас с вами путешествуют по Вселенной

У любого объекта, имеющего массу, есть гравитационное поле. Таким образом, в момент рождения ребёнка его гравитационное поле становится самостоятельным и начинает распространяться по космосу со скоростью света в виде постоянно растущей сферы.

Сила нашего гравитационного поля ослабевает на расстоянии, но никогда не достигает нуля. Так, распространяющиеся в бесконечности волны уже спустя 8,3 минуты после нашего рождения коснулись поверхности Солнца. 5,5 часа спустя они достигли Плутона.

Через 1 год наше гравитационное поле расширяется до сферы с диаметром 11,8 триллиона миль. Через 4 года с небольшим поле проскальзывает по поверхности нашей ближайшей из известных звёзд - Проксимы Центавра. К тридцати годам наше гравитационное поле расширяется на 300 триллионов миль вокруг нас в космосе.

Всё ещё чувствуете себя маленькими? От чего становится действительно не по себе, так это от того, что, когда мы умрём, наше гравитационное поле будет продолжать существовать вечно, бесконечно распространяясь по Вселенной, проходя через галактику Андромеды спустя миллионы лет и выходя за её пределы.

Частички всех, кого мы когда-либо знали, живых и нет, проносятся прямо сейчас через глубины космоса. Гравитационные поля наших самых далёких предков и всего, что когда-либо существовало, мчатся через Вселенную, вечно уменьшаясь, но никогда по-настоящему не исчезая.

Как выглядит путешествие назад во времени

Каково это испытать путешествие во времени назад? Сначала кажется, что вы просто будете наблюдать всё как бы в обратной перемотке, но если задуматься, то ощущаться будет это совершенно иначе.

В каждый отдельный момент времени, давайте назовём его T=0, мы обрабатываем информацию, закодированную в нашем мозге, которая отражает воспоминания из прошлого, моменты: T=-1, T=-2, T=-3 и т. д., а также гораздо более нечёткие ожидания и визуализацию будущего: T=1, 2, 3 и т. д.

Обычно от момента T=0 мы следуем к T=1. В это время физические процессы создают в памяти запись о мгновении T=0, которое встаёт в длинной череде моментов из прошлого.

Теперь давайте предположим, что вместо этого мы следуем назад, к T=-1. Есть ли у нас воспоминания о T=0? Нет. Их нет, потому что мы вернулись назад во времени к моменту, когда Вселенная существовала в T=-1, и в то мгновение у нас были воспоминания о T=-2 и только лишь ожидания T=0. И если мы вернёмся к T=-2, тогда в этот момент у нас будут воспоминания о T= -3 и ожидания T=-1.

Таким образом, неважно, как далеко назад мы вернёмся, в каждый отдельный момент времени мы по-прежнему будем помнить о предыдущем и представлять последующий. Момента, в который мы могли бы увидеть, как яйцо собирается в целое вместо того, как оно разбивается, нет. По ощущениям это будет то же самое, что и двигаться вперёд.

И теперь к нам приходит осознание того, что мы не можем двигаться назад. Если каждый момент движения назад ощущается точно так же, как и момент при движении вперёд, тогда что это может значить? Движемся ли мы вообще вперёд?

Твёрдая Земля под нами - миф

В ясную ночь ложитесь на своём заднем дворе и всмотритесь в звёзды.

Сначала вы будете ощущать знакомый комфорт отдыха на устойчивой земле, глядя на звёзды, мерцающие в небе. Но только задумайтесь, что мы на самом деле не «здесь» и звёзды на самом деле не «там». Это всё иллюзия. В реальности мы «прилипли» к поверхности сферы, которую швыряет в пространстве из стороны в сторону с огромной скоростью. Вы не просто смотрите на статичный звёздный небосвод, вы видите просторы космоса почти так, как если бы вы были в кабине гигантского космического корабля.

Как выглядит путешествие в параллельную вселенную

Представьте, что вы чёрный квадрат на белом листе бумаги. Добро пожаловать во Флэтленд. Вы можете перемещаться здесь абсолютно свободно, но только в двух измерениях. Здесь просто нет третьего и не существует верха и низа.
Но существуют ли здесь трёхмерные объекты? Да, они есть. Но жители Флэтленда, такие как вы, никогда не увидят их. Вы можете видеть только плоскость трёхмерного объекта.

Теперь представьте, что на другой стороне листа бумаги вы обнаружили себе подобного. Можете ли вы добраться до другой стороны, чтобы поздороваться с соседом? Ведь с ним вас разделяет плоскость, и кажется невероятным, что вы можете проникнуть на другую сторону, притом что проделать отверстие невозможно, потому что третьего измерения не существует.

Но всё-таки вероятность есть. Если бы лист представлял собой ленту Мёбиуса, то, например, муравей прополз бы по всей длине этого листа и вернулся бы к своей исходной точке, пройдя по обеим его сторонам, но не пересекая его края.

То есть для этого Флэтленду нужен изгиб. Но допустим ли он? Не сделается ли таким образом Флэтленд трёхмерным пространством? И да и нет. Лента Мёбиуса трёхмерна, но, как и муравьи на ней, жители Флэтленда, ограничены двумя измерениями листа бумаги.

Будучи людьми, мы похожи на жителей Флэтленда в том смысле, что мы ограничены тремя измерениями и не можем по желанию путешествовать в четвёртом.

Представьте ленту Мёбиуса, сделанную из нашей Вселенной в трёхмерном пространстве, которое также имеет изгиб, дающий доступ в параллельную вселенную. Так же, как жители Флэтленда, мы можем познакомиться с жителями «другой стороны нашей трёхмерной вселенной», то есть из параллельной вселенной. Мы можем обнаружить вселенную, которая резко отличается от нашей.

Но где же находится этот изгиб? И, вообще, существует ли он? Каковы последствия существования этой ленты Мёбиуса? Возможно ли, что этот изгиб создали суперсущества, имеющие доступ к 4-м измерениям, просто ради забавы, так же как и мы можем склеить ленту Мёбиуса для муравьёв? Это лишь некоторые из многих вопросов...

Каково это - быть слепым

Я наполовину слеп, то есть я абсолютно ничего не вижу левым глазом. Это значит, что я не вижу ничего вообще. Всего этого просто не существует. Большинство людей не понимают, что значит «не видеть ничего». И когда они задаются этим вопросом, я обычно отвечаю так.

Поднимите свою руку перед своим лицом. Посмотрите на неё. Вы видите, как выглядит ваша рука прямо сейчас? Продолжайте думать о своей руке. А теперь уберите руку за голову. Как ваша рука выглядит сейчас? Никак. Рука, которую вы видели перед собой, теперь находится вне поля вашего периферического зрения, и её просто нет. Теперь представьте, что ваше периферическое зрение с левой стороны сократилось, и вы видите только половину поля зрения. Как раз так вижу я.

Американский педагог, предприниматель и бывший аналитик хедж-фонда Сал Хан предложил удивительный и вдохновляющий мысленный эксперимент во время своей речи на церемонии вручения дипломов студентам MIT в 2012 году.

«Представьте себя через 50 лет. Вам недавно стукнуло 70, ваша карьера близится к концу. Вы сидите на диване, только что посмотрев голографическое обращение президента Кардашьян.

Вы начинаете вспоминать свою жизнь, размышлять о всех самых важных моментах. Думать об успехах в карьере, о том, смогли ли вы обеспечить свою семью. Но потом вы задумываетесь, о чём вы сожалеете, обо всех тех вещах, которые вы хотели бы сделать немного иначе. Я догадываюсь, что такие моменты будут.

Представьте, что в момент, как вы будете думать об этом, появится джинн из ниоткуда и скажет: «Я подслушал ваши сожаления. Они действительно веские. Но так как вы хороший человек, я готов дать вам второй шанс, если вы хотите». Вы говорите: «Конечно», и джинн щёлкает пальцами.

Внезапно вы окажетесь там, где вы сидите сегодня. Ощутив своё подтянутое здоровое 20-летнее тело, вы начинаете понимать, что это произошло на самом деле. У вас действительно есть шанс сделать всё заново, чтобы построить карьеру и крепкие отношения».

Этот мысленный эксперимент родился в споре между философами Джоном Локком и Уильямом Молинье.

Представьте слепого с рождения человека, который знает, чем на ощупь отличается шар от куба. Если он внезапно прозреет, сможет ли он визуально отличить эти предметы? Не сможет. До тех пор, пока тактильное восприятие не будет связано с визуальным, он не будет знать, где находится шар, а где - куб.

Эксперимент показывает, что до определённого момента у нас нет никаких знаний о мире, даже тех, которые кажутся нам «естественными» и врождёнными.

Теорема о бесконечных обезьянах

deviantart.net

Мы считаем, что Шекспир, Толстой, Моцарт - гении, ибо их творения уникальны и совершенны. А если бы вам сказали, что их произведения не могли не появиться?

Теория вероятности утверждает, что всё, что может произойти, обязательно произойдёт в бесконечности. Если бесконечное количество обезьян посадить за печатные машинки и дать им бесконечное количество времени, то когда-нибудь одна из них обязательно слово в слово повторит какую-нибудь пьесу Шекспира.

Всё, что может случиться, должно случиться - какое тут место личному таланту и достижениям?

Столкновение шаров

Мы знаем, что утро сменится ночью, что стекло разбивается при сильном ударе, а падающее с дерева яблоко полетит вниз. Но что порождает в нас эту убеждённость? Реальные связи между вещами или наша вера в эту реальность?

Философ Дэвид Юм показал, что наша убеждённость в причинно-следственных связях между вещами не более чем вера, которая порождена нашим предыдущим опытом.

Мы убеждены, что вечер сменит день, только потому, что всегда до этого момента вечер сменял день. Абсолютной уверенности у нас быть не может.

Представим два бильярдных шара. Один бьётся о другой, и мы считаем, что первый шар является причиной движения второго. Однако мы можем представить, что второй шар останется на месте после столкновения с первым. Нам ничто не запрещает сделать это. Значит, из самого движения первого шара логически не вытекает движение второго и причинно-следственная связь основана исключительно на нашем предыдущем опыте (ранее мы множество раз сталкивали шары и видели результат).

Донорская лотерея

Философ Джон Харрис предложил вообразить мир, отличающийся от нашего двумя вещами. Во-первых, в нём считается, что позволить человеку умереть - то же самое, что и убить его. Во-вторых, операции по пересадке органов в нём всегда выполняются удачно. Что из этого следует? В таком обществе донорство станет этической нормой, ведь один донор может спасти множество людей. Тогда в нём проводится лотерея, которая в случайном порядке определяет человека, который должен будет пожертвовать собой, чтобы не дать умереть нескольким больным.

Одна смерть вместо многих - с точки зрения логики это оправданная жертва. Однако в нашем мире это звучит кощунственно. Эксперимент помогает понять, что наша этика построена не на рациональном базисе.

Философский зомби

Философ Дэвид Чалмерс в 1996 году в одном из своих докладов озадачил мир понятием «философского зомби». Это воображаемое существо, которое во всём идентично человеку. Оно встаёт по утрам под звук будильника, идёт на работу, улыбается знакомым. Его желудок, сердце, мозг работают так же, как у человека. Но при этом у него нет одного компонента - внутренних переживаний происходящего. Упав и повредив колено, зомби закричит как человек, но боли он не почувствует. В нём нет сознания. Зомби действует как компьютер.

Если человеческое сознание - результат биохимических реакций в мозге, то чем в таком случае человек будет отличаться от такого зомби? Если зомби и человек на физическом уровне ничем не отличаются, что же тогда такое сознание? Иначе говоря, есть ли в человеке что-то такое, что не обусловлено материальными взаимодействиями?

Мозг в колбе

Этот эксперимент предложил философ Хилари Патнэм.

wikimedia.org

Наше восприятие устроено следующим образом: органы чувств воспринимают данные извне и преобразуют их в электрический сигнал, который отправляется в мозг и расшифровывается им. Представим следующую ситуацию: мы берём мозг, размещаем его в специальном поддерживающем жизнедеятельность растворе, а электрические сигналы посылаем посредством электродов точно таким же образом, как это делали бы органы чувств.

Что бы переживал такой мозг? То же самое, что и мозг в черепной коробке: ему бы казалось, что он человек, он «видел» и «слышал» бы что-то, размышлял бы о чём-то.

Эксперимент показывает, что у нас нет достаточных оснований утверждать, что наш опыт - окончательная реальность.

Вполне возможно, что все мы находимся в колбе, а вокруг нас нечто вроде виртуального пространства.

Китайская комната

Чем отличается компьютер от человека? Можно ли представить будущее, в котором машины заменят людей во всех сферах деятельности? Мысленный эксперимент философа Джона Сёрля даёт понять, что нет.

Представьте человека, запертого в комнате. Он не знает китайского языка. В комнате есть щель, через которую человек получает вопросы, записанные на китайском. Он не может ответить на них сам, он даже прочитать их не может. Однако в комнате имеются инструкции по преобразованию одних иероглифов в другие. То есть там говорится, что если вы видите на бумаге такое-то сочетание иероглифов, то вам следует ответить таким-то иероглифом.

Таким образом, благодаря инструкциям по преобразованию иероглифов человек сможет отвечать на вопросы на китайском языке, не понимая ни смысла вопросов, ни своих собственных ответов. Это и есть принцип работы искусственного интеллекта.

Занавес неведения

Философ Джон Ролз предложил вообразить группу людей, которым предстоит создать некое общество: законы, государственные структуры, социальный порядок. Эти люди не имеют ни гражданства, ни пола, ни какого-либо опыта - то есть, проектируя общество, они не могут исходить из собственных интересов. Они не знают, какая роль выпадет каждому в новом социуме. Какое общество они построят в результате, из каких теоретических предпосылок будут исходить?

Вряд ли им оказалось бы хоть одно из существующих сегодня обществ. Эксперимент показывает, что все социальные организации на практике так или иначе действуют в интересах определённых групп людей.

Их используют в таких областях, как философия и теоретическая физика, когда провести физический эксперимент невозможно.

Они служат хорошей пищей для размышлений, и заставляют пересмотреть то, что мы считаем, как данное.

Вот одни из самых известных мысленных экспериментов.

Научные эксперименты

1. Обезьяна и охотник

“Охотник следит за обезьяной на дереве, прицеливается и стреляет. В момент, когда пуля вылетает из оружия, обезьяна падает с ветки на землю. Как должен прицелиться охотник, чтобы попасть в обезьяну ?

1. Целится в обезьяну

2. Целится выше головы обезьяны

3. Целится ниже обезьяны

Результат может быть неожиданным. Гравитация действует на обезьяну и пулю с той же скоростью, поэтому независимо от того, как быстро летит пуля (учитывая сопротивление воздуха и другие факторы), охотник должен целиться в обезьяну.

Результат можно посмотреть в этой компьютерной симуляции

2. Пушечное ядро Ньютона

В этом мысленном эксперименте, нужно представить себе пушку, находящуюся на очень высокой горе, которая выстреливает свое ядро под углом 90 градусов к Земле .

Диаграмма показывает несколько возможных траекторий полета пушечного ядра, в зависимости от того, как быстро оно будет лететь в момент запуска.

Если оно будет двигаться слишком медленно, то, в конце концов, упадет вниз на Землю.

Если же оно будет очень быстрым, оно может освободиться от гравитации Земли и направиться в космос. Если оно достигнет средней скорости, то будет двигаться по орбите Земли .

Этот эксперимент сыграл большую роль в изучении гравитации, заложив основу для создания спутников и космических полетов.

Пример эксперимента

3. Загадка токсина Кавки

“Эксцентричный миллиардер предлагает вам флакон с токсичным веществом, который, если вы его выпьете, вызовет у вас мучительную боль на один день, но не будет угрожать жизни, и не будет иметь каких-либо долговременных последствий.

Миллиардер заплатит вам 1 миллион долларов на следующее утро, если сегодня в полночь вы намереваетесь выпить токсичное вещество завтра в полдень . При этом, вам не обязательно выпить токсин, чтобы получить деньги. Деньги уже будут на вашем счету за несколько часов до того, как настанет время его выпить. Но … в случае если вам это удастся.

Все что нужно сделать, это намереваться сегодня в полночь выпить токсин завтра в полдень. Вы можете передумать после того, как получите деньги и не пить токсин. Вопрос состоит вот в чем: можно ли намереваться выпить токсичное вещество ?

Согласно американскому философу Грегори Кавке, было бы очень сложно, практически невозможно, намереваться сделать что-то, если мы не намереваемся сделать это. Рациональный человек знает, что он не выпьет яд, и потому не может намереваться его выпить.

4. Загадка слепого

Эту загадку задал ирландский философ Ульям Молинье (William Molyneux) британскому мыслителю Джону Локку.

Представьте себе, что слепой с рождения человек, который научился с помощью прикосновений различать между кубом и шаром, внезапно прозрел.

Сможет ли он с помощью зрения, до того как коснется объектов, определить, что есть куб, а что шар ?

Ответ: Нет. Несмотря на то, что он получил опыт, используя осязание, это не повлияет на его зрение.

Ответ на этот вопрос сможет решить одну из фундаментальных проблем человеческого разума.

Так, например, эмпиристы считают, что человек рождается как “чистая доска” и становится суммой всего накопленного опыта. Напротив нативисты возражали, что нашразум с самого начала содержит представления , которые потом активизируются зрением, звуками и прикосновениями.

Если бы слепой человек внезапно прозрел и смог сразу различить, где куб и где шар, это означало бы, что знания являются врожденными.

Несколько лет назад профессор Паван Синха (Pawan Sinha) из Массачусесткого технологического института провел исследование на пациентах, которым вернули зрение. Результаты подтвердили предположение Молинье.

Эксперимент (видео)

5. Парадокс близнецов

Эйнштейн так сформулировал эту проблему:

“Представьте себе двух близнецов Джо и Фрэнка. Джо домосед, а Фрэнк любит путешествовать.

На свое 20-летие, один из них отправляется на космическом корабле в космос, путешествуя со скоростью света . Его путешествие на этой скорости занимает 5 лет, и он возвращается, когда ему уже 30 лет. Вернувшись домой, он узнает, что на Земле прошло 50 лет. Его брат близнец сильно состарился и ему уже 70 лет.

Тут вступает в силу закон относительности, согласно которому, чем быстрее вы движетесь в космосе, тем медленнее вы продвигаетесь во времени .

6. Квантовое бессмертие и квантовое самоубийство

В этом мысленном эксперименте, предложенном американским теоретиком Максом Тегмароком, участник направляет на себя ружье, которое снабжено механизмом, измеряющим вращение квантовой частицы.

В зависимости от измерений, ружье может либо выстрелить, либо нет. Этот гипотетический процесс стал известен, как квантовое самоубийство .

Если верна многомировая интерпретация, то есть существование параллельных Вселенных, то Вселенная расщепится на две, в одной из которых участник будет жить, а в другой он умрет .

Такое разветвление будет происходить каждый раз при нажатии на курок. Сколько бы выстрелов не произошло, в одном из миров всегда останется версия участника, которая выживет. Таким образом, он приобретет квантовое бессмертие.

Эксперименты ученых

7. Бесконечные обезьяны

Этот эксперимент, который известен, как “теорема бесконечных обезьян “, утверждает что, если бесконечное количество обезьян случайным образом нажмут на клавиши бесконечного числа пишущих машинок, в какой-то момент они совершенно точно создадут произведения Шекспира.

Основная идея состоит в том, что бесконечное количество действующих сил и бесконечное время случайным образом создадут все и вся . Теорема является одним из лучших способов продемонстрировать природу бесконечности.

В 2011 году американский программист Джесси Андерсон (Jesse Anderson) решил проверить эту теорему с помощью виртуальных обезьян. Он создал несколько миллионов “виртуальных обезьян ” – специальные программы, которые вводят случайную последовательность букв. Когда последовательность букв совпадает со словом из Шекспировского произведения, оно выделяется. Таким образом, почти через месяц ему удалось воспроизвести поэму Шекспира “Жалоба влюбленной”.

8. Кот Шредингера

Парадокс кота Шредингера связан с квантовой механикой и был впервые предложен физиком Эрвином Шредингером. Эксперимент состоит в том, что кот, заперт внутри коробки вместе с радиоактивным элементом и пузырьком смертельного яда . Шанс того, что радиоактивный элемент распадется в течение часа, составляет 50/50. Если это произойдет, молот, прикрепленный к счетчику Гейгера, разобьет пузырек, выпустит яд и убьет кота.

Так как существуют равные шансы того, что это случится, или не случится, то до того, как коробку откроют, кот может быть одновременно и жив и мертв.

Суть состоит в том, что, так как никто не наблюдает за тем, что происходит, кот может существовать в разных состояниях . Это похоже на известную загадку, которая звучит так: “Если дерево упало в лесу, и никто этого не слышит, издает ли оно звук?”

Кот Шредингера показывает необычную природу квантовой механики, согласно которой некоторые частицы настолько малы, что мы не можем их измерить, не изменив их . До того, как мы их измерим, они существуют в суперпозиции – то есть в любом состоянии одновременно.

Эксперимент науки:

9. Мозг в колбе

Этот мысленный эксперимент пронизывает многие области, начиная от когнитивной науки до философии и популярной культуры.

Суть эксперимента состоит в том, что некий ученый извлек ваш мозг из тела и помесил его в колбу с питательным раствором . К мозгу подключили электроды и подсоединили к компьютеру, который генерирует изображения и ощущения.

Так как вся информация о мире проходит через мозг, этот компьютер может симулировать ваш опыт.

Вопрос: Если бы это было возможно, как бы вы могли действительно доказать, что мир вокруг вас реален , а не является симуляцией компьютера?

Все это похоже на сюжет фильмы “Матрица”, на который в частности повлиял эксперимент “мозг в колбе”.

По сути, этот эксперимент заставляет вас задуматься о том, что значит быть человеком. Так известный философ Рене Декарт задавался вопросом, можно ли действительно доказать, что все ощущения принадлежат нам самим, а не являются иллюзией, вызванной “злым демоном”. Он отразил это в своем знаменитом высказывании “Cogito ergo sum”(“Я мыслю, и значит, существую”). Однако в данном случае мозг, подключенный к электродам, тоже может думать.

10. Китайская комната

Китайская комната – еще один известный мысленный эксперимент, предложенный в 1980-х годах американским философом Джоном Серлем.

Представьте, что человека, говорящего на английском языке заперли в комнате, в которой есть небольшая щель для писем. У человека есть корзины с китайскими иероглифами и учебник с инструкциями на английском языке , который поможет перевести с китайского. Через щель в двери ему передают листки бумаги с набором китайских иероглифов. Мужчина может использовать учебник, чтобы перевести фразы и отправить ответ на китайском языке.

Хотя сам он ни слова не говорит на китайском, он может убедить находящихся снаружи, что в совершенстве владеет китайским.

Этот эксперимент был предложен с целью опровергнуть предположение, что компьютеры или другие виды искусственного интеллекта могут думать и понимать . Компьютеры не понимают информацию, которая им дается, но у них может быть программа, которая создает видимость человеческого интеллекта.

Невероятные факты

Мысленные эксперименты или гипотезы, часто напоминающие загадки, используются философами и учеными, чтобы объяснить очень сложные идеи.

Их используют в таких областях, как философия и теоретическая физика, когда провести физический эксперимент невозможно.

Они служат хорошей пищей для размышлений, и заставляют пересмотреть то, что мы считаем, как данное.

Вот одни из самых известных мысленных экспериментов.

Научные эксперименты

1. Обезьяна и охотник

"Охотник следит за обезьяной на дереве, прицеливается и стреляет. В момент, когда пуля вылетает из оружия, обезьяна падает с ветки на землю. Как должен прицелиться охотник, чтобы попасть в обезьяну ?

1. Целится в обезьяну

2. Целится выше головы обезьяны

3. Целится ниже обезьяны

Результат может быть неожиданным. Гравитация действует на обезьяну и пулю с той же скоростью, поэтому независимо от того, как быстро летит пуля (учитывая сопротивление воздуха и другие факторы), охотник должен целиться в обезьяну.

2. Пушечное ядро Ньютона

В этом мысленном эксперименте, нужно представить себе пушку, находящуюся на очень высокой горе, которая выстреливает свое ядро под углом 90 градусов к Земле .

Диаграмма показывает несколько возможных траекторий полета пушечного ядра, в зависимости от того, как быстро оно будет лететь в момент запуска.

Если оно будет двигаться слишком медленно, то, в конце концов, упадет вниз на Землю.

Если же оно будет очень быстрым, оно может освободиться от гравитации Земли и направиться в космос. Если оно достигнет средней скорости, то будет двигаться по орбите Земли .

Этот эксперимент сыграл большую роль в изучении гравитации, заложив основу для создания спутников и космических полетов.

3. Загадка токсина Кавки

"Эксцентричный миллиардер предлагает вам флакон с токсичным веществом, который, если вы его выпьете, вызовет у вас мучительную боль на один день, но не будет угрожать жизни, и не будет иметь каких-либо долговременных последствий.

Миллиардер заплатит вам 1 миллион долларов на следующее утро, если сегодня в полночь вы намереваетесь выпить токсичное вещество завтра в полдень . При этом, вам не обязательно выпить токсин, чтобы получить деньги. Деньги уже будут на вашем счету за несколько часов до того, как настанет время его выпить. Но … в случае если вам это удастся.

Все что нужно сделать, это намереваться сегодня в полночь выпить токсин завтра в полдень. Вы можете передумать после того, как получите деньги и не пить токсин. Вопрос состоит вот в чем: можно ли намереваться выпить токсичное вещество ?

Согласно американскому философу Грегори Кавке, было бы очень сложно, практически невозможно, намереваться сделать что-то, если мы не намереваемся сделать это. Рациональный человек знает, что он не выпьет яд, и потому не может намереваться его выпить.

4. Загадка слепого

Эту загадку задал ирландский философ Ульям Молинье (William Molyneux) британскому мыслителю Джону Локку.

Представьте себе, что слепой с рождения человек, который научился с помощью прикосновений различать между кубом и шаром, внезапно прозрел.

Сможет ли он с помощью зрения, до того как коснется объектов, определить, что есть куб, а что шар ?

Ответ: Нет. Несмотря на то, что он получил опыт, используя осязание, это не повлияет на его зрение.

Ответ на этот вопрос сможет решить одну из фундаментальных проблем человеческого разума.

Так, например, эмпиристы считают, что человек рождается как "чистая доска" и становится суммой всего накопленного опыта. Напротив нативисты возражали, что наш разум с самого начала содержит представления , которые потом активизируются зрением, звуками и прикосновениями.

Если бы слепой человек внезапно прозрел и смог сразу различить, где куб и где шар, это означало бы, что знания являются врожденными.

Несколько лет назад профессор Паван Синха (Pawan Sinha) из Массачусесткого технологического института провел исследование на пациентах, которым вернули зрение. Результаты подтвердили предположение Молинье.

Эксперименты (видео)

5. Парадокс близнецов

Эйнштейн так сформулировал эту проблему:

"Представьте себе двух близнецов Джо и Фрэнка. Джо домосед, а Фрэнк любит путешествовать.

На свое 20-летие, один из них отправляется на космическом корабле в космос, путешествуя со скоростью света . Его путешествие на этой скорости занимает 5 лет, и он возвращается, когда ему уже 30 лет. Вернувшись домой, он узнает, что на Земле прошло 50 лет. Его брат близнец сильно состарился и ему уже 70 лет.

Тут вступает в силу закон относительности, согласно которому, чем быстрее вы движетесь в космосе, тем медленнее вы продвигаетесь во времени .

6. Квантовое бессмертие и квантовое самоубийство

В этом мысленном эксперименте, предложенном американским теоретиком Максом Тегмароком, участник направляет на себя ружье, которое снабжено механизмом, измеряющим вращение квантовой частицы.

В зависимости от измерений, ружье может либо выстрелить, либо нет. Этот гипотетический процесс стал известен, как квантовое самоубийство .

Если верна многомировая интерпретация, то есть существование параллельных Вселенных, то Вселенная расщепится на две, в одной из которых участник будет жить, а в другой он умрет .

Такое разветвление будет происходить каждый раз при нажатии на курок. Сколько бы выстрелов не произошло, в одном из миров всегда останется версия участника, которая выживет. Таким образом, он приобретет квантовое бессмертие.

Эксперименты ученых

7. Бесконечные обезьяны

Этот эксперимент, который известен, как "теорема бесконечных обезьян ", утверждает что, если бесконечное количество обезьян случайным образом нажмут на клавиши бесконечного числа пишущих машинок, в какой-то момент они совершенно точно создадут произведения Шекспира.

Основная идея состоит в том, что бесконечное количество действующих сил и бесконечное время случайным образом создадут все и вся . Теорема является одним из лучших способов продемонстрировать природу бесконечности.

В 2011 году американский программист Джесси Андерсон (Jesse Anderson) решил проверить эту теорему с помощью виртуальных обезьян. Он создал несколько миллионов "виртуальных обезьян " - специальные программы, которые вводят случайную последовательность букв. Когда последовательность букв совпадает со словом из Шекспировского произведения, оно выделяется. Таким образом, почти через месяц ему удалось воспроизвести поэму Шекспира "Жалоба влюбленной".

8. Кот Шредингера

Парадокс кота Шредингера связан с квантовой механикой и был впервые предложен физиком Эрвином Шредингером. Эксперимент состоит в том, что кот, заперт внутри коробки вместе с радиоактивным элементом и пузырьком смертельного яда . Шанс того, что радиоактивный элемент распадется в течение часа, составляет 50/50. Если это произойдет, молот, прикрепленный к счетчику Гейгера, разобьет пузырек, выпустит яд и убьет кота.

Так как существуют равные шансы того, что это случится, или не случится, то до того, как коробку откроют, кот может быть одновременно и жив и мертв.

Суть состоит в том, что, так как никто не наблюдает за тем, что происходит, кот может существовать в разных состояниях . Это похоже на известную загадку, которая звучит так: "Если дерево упало в лесу, и никто этого не слышит, издает ли оно звук?"

Кот Шредингера показывает необычную природу квантовой механики, согласно которой некоторые частицы настолько малы, что мы не можем их измерить, не изменив их . До того, как мы их измерим, они существуют в суперпозиции – то есть в любом состоянии одновременно.

Эксперимент науки

9. Мозг в колбе

Этот мысленный эксперимент пронизывает многие области, начиная от когнитивной науки до философии и популярной культуры.

Суть эксперимента состоит в том, что некий ученый извлек ваш мозг из тела и помесил его в колбу с питательным раствором . К мозгу подключили электроды и подсоединили к компьютеру, который генерирует изображения и ощущения.

Так как вся информация о мире проходит через мозг, этот компьютер может симулировать ваш опыт.

Вопрос: Если бы это было возможно, как бы вы могли действительно доказать, что мир вокруг вас реален , а не является симуляцией компьютера?

Все это похоже на сюжет фильмы "Матрица", на который в частности повлиял эксперимент "мозг в колбе".

По сути, этот эксперимент заставляет вас задуматься о том, что значит быть человеком. Так известный философ Рене Декарт задавался вопросом, можно ли действительно доказать, что все ощущения принадлежат нам самим, а не являются иллюзией, вызванной "злым демоном". Он отразил это в своем знаменитом высказывании "Cogito ergo sum"("Я мыслю, и значит, существую"). Однако в данном случае мозг, подключенный к электродам, тоже может думать.

10. Китайская комната

Китайская комната – еще один известный мысленный эксперимент, предложенный в 1980-х годах американским философом Джоном Серлем.

Представьте, что человека, говорящего на английском языке заперли в комнате, в которой есть небольшая щель для писем. У человека есть корзины с китайскими иероглифами и учебник с инструкциями на английском языке , который поможет перевести с китайского. Через щель в двери ему передают листки бумаги с набором китайских иероглифов. Мужчина может использовать учебник, чтобы перевести фразы и отправить ответ на китайском языке.

Хотя сам он ни слова не говорит на китайском, он может убедить находящихся снаружи, что в совершенстве владеет китайским.

Этот эксперимент был предложен с целью опровергнуть предположение, что компьютеры или другие виды искусственного интеллекта могут думать и понимать . Компьютеры не понимают информацию, которая им дается, но у них может быть программа, которая создает видимость человеческого интеллекта.

Философия не наука, философия - это образ жизни. Рассуждения о воображаемых жуках в коробках, не родившихся свиньях и жизни паука в писсуаре могут вызвать серьёзные опасения за психическое здоровье участников таких дискуссий, однако не спешите крутить пальцем у виска - лучше попробуйте поразмыслить, что скрывается за той или иной, казалось бы, надуманной проблемой.
С помощью таких мысленных упражнений человек способен решить сложнейшие вопросы бытия и сознания (вы, кстати, уже знаете, что для вас первично?) и даже обрести душевное равновесие. Конечно, пока очередной философ не подкинет ещё одну парадоксальную задачку. Предлагаем вам 9 мысленных экспериментов, которые, возможно, не изменят вашу жизнь, но, по крайней мере, заставят крепко задуматься.

1. Дилемма заключённого

Классическая проблема из теории игр, в которой испытуемый должен решить, признаться в преступлении или нет, при том, что он не знает, как ответит его подельник.
Вот как формулирует дилемму заключённого «Стэнфордская философская энциклопедия»:

«Двоих арестовали за ограбление банка и поместили в разные камеры. Следователь предложил каждому сделку: „Если вы признаетесь, а ваш сообщник будет молчать, я сниму все обвинения, выдвинутые против вас, а он получит огромный срок. Если подельник даст показания, а вы будете молчать, его отпустят и посадят вас на точно такой же срок. Если признаетесь оба, то получите срок, но я выхлопочу вам двоим условно-досрочное освобождение. Если же ни один из вас не признается, придётся посадить обоих, но ненадолго, потому что прямых улик против вас нет“».
Если предположить, что оба обвиняемых заботятся только о минимальном сроке для себя, то у каждого возникает непростая дилемма, в которой вариант предательства доминирует над сотрудничеством с сообщником из-за того, что один не знает, как себя поведёт другой. Лучшим выходом из ситуации для обоих является молчание, однако, рассуждая рационально, практически каждый человек приходит к тому, что предать выгоднее, чем сотрудничать, независимо от того, как себя поведёт подельник. Рациональность каждого вместе приводит их к нерациональному решению.

2. Комната Мэри

Этот мысленный эксперимент направлен против философии физикализма как убеждения, что всё в мире, включая психические процессы, имеет физическую природу. Из эксперимента следует, что есть нефизические свойства окружающего мира, которые можно постигнуть только путём непосредственного опыта.


Фрэнк Джексон
Один из создателей этой концепции, Фрэнк Джексон, сформулировал проблему так:
«Мэри, блестящий ученый, вынуждена изучать мир из черно-белой комнаты через черно-белый монитор. Она специализируется на нейрофизиологии зрения, и, предположим, она обладает всей возможной физической информацией, которую можно получить о том, что мы испытываем, когда видим спелые помидоры или небо, или когда используем слова „красный“, „синий“, и так далее. К примеру, она знает, какие комбинации длин волн, излучаемые небом, стимулируют сетчатку глаза, и что в точности происходит в центральной нервной системе, когда произносится фраза „Небо синее“. Что произойдет, когда Мэри выйдет из своей комнаты или когда ей дадут цветной монитор? Узнает ли она что-нибудь новое?»
Иными словами, Мэри знает о цвете всё, кроме самого главного: она никогда не видела никаких цветов, кроме оттенков чёрного и белого, поэтому не может предсказать разницу между академическим знанием и фактическим опытом.
Эта проблема даёт понять, что даже объективное наблюдение не позволяет человеку получить представление обо всех свойствах предмета. Говоря простым языком, нам не дано представить, что именно мы не знаем.

3. Жук в коробке

Людвиг Витгенштейн
Эксперимент, предложенный Людвигом Витгенштейном, показывает, что люди в принципе не способны понять друг друга до конца.
Представьте, что есть группа людей, и у каждого из них имеется по коробке, в которой содержится то, что каждый называет жуком. Никто не может заглянуть в чужую коробку, но при этом каждый утверждает, что именно по виду своего жука знает, что это действительно жук, и никто не знает, что лежит в коробках у других владельцев «жуков».
При обсуждении членами группы того, что лежит у них в коробках, понятие «жук» перестаёт иметь смысл, потому что каждый подразумевает что-то своё, но что именно - никто не знает. Таким образом «жук» начинает обозначать просто «то, что лежит в коробке».
Витгенштейн полагал, что эксперимент прекрасно иллюстрирует тот факт, что человек никогда не знает наверняка, что его собеседник имеет в виду, так как не знает, о чём тот думает. Эксперимент Витгенштейна связан с так называемой трудной проблемой сознания, описанной австралийским философом Дэвидом Чалмерсом и феноменом квалиа, то есть зависимостью ощущения мира от ментального состояния.

4. Китайская комната

Вообразите себе человека, знающего только один язык, например, русский. Он сидит в комнате и, используя подробный учебник, позволяющий грамотно оперировать китайскими иероглифами, даже не понимая их смысл, составляет различные предложения на китайском.

Если при этом за ним, например, через окно, наблюдают люди, говорящие по-китайски, у них сложится полное впечатление, что человек в комнате также знает и этот язык.

Джон Сёрль
Эксперимент, как считал его автор, американский философ Джон Сёрль, - это весомый аргумент против возможности создания искусственного разума. Даже если компьютер способен распознавать речь и формулировать предложения, на самом деле он не понимает их смысл, потому что действует по программе, заложенной в него человеком, так же как человек в комнате действует по инструкции и составляет правильные фразы на китайском, но на самом деле не знает этого языка.
Некоторые исследователи выдвигают аргументы против концепции Сёрля, утверждая, что необходимо рассматривать комнату, книгу с инструкциями и человека в системе, и это говорит о том, что взаимодействие трёх компонентов действительно позволяет системе понимать китайский язык. Другие полагают, что человеческое мышление - манипуляция понятиями, которые заложены в мозг обучением так же, как программа может быть загружена в машину, поэтому ничего невозможного в создании компьютерного разума нет.

5. Машина для производства личного опыта

Американский философ Роберт Нозик разработал мысленный эксперимент, намекающий, что люди, возможно, действительно способны жить в Матрице.


Роберт Нозик
Предположим, что учёные создали машину, позволяющую давать человеку любой опыт, который он только пожелает. Стимулируя мозг, она может генерировать ощущения, например, от прочтения интересной книги, знакомства с кем-либо или написания романа. Согласитесь ли вы подключиться к такой машине, запрограммировав предварительно всё, что должно с вами «произойти», понимая при этом, что всю жизнь проведёте с подключёнными к мозгу электродами, но впечатления никак не будут отличаться от реального жизненного опыта?
Основная идея эксперимента Нозика состоит в том, что у человека действительно могут быть веские основания для подключения к такой «машине по производству личного опыта» (как её называет сам философ). В жизни люди зачастую лишены возможности выбора, пусть даже в пользу «искусственных» переживаний, так что соблазн велик. Конечно, можно говорить о том, что никакая «виртуальная реальность» не заменит настоящей, но так или иначе, поднятая Нозиком проблема уже несколько десятков лет является причиной многочисленных философских споров.

6. Проблема вагонетки

Сейчас существует множество вариантов этого мысленного эксперимента, но его принципы были сформулированы английским философом Филиппой Фут ещё в 1967-м году в статье «Аборт и доктрина двойного эффекта». Суть в следующем:
«По рельсам с большой скоростью несётся тяжёлая неуправляемая вагонетка. На пути её следования привязаны к рельсам пять человек, которые неминуемо должны погибнуть. У вас есть возможность перевести стрелку, и вагонетка свернёт на запасной путь, но при этом задавит другого человека, также привязанного к рельсам. Каковы будут ваши действия?»
Утилитаристы, считающие, что моральная ценность поступка определяется его полезностью, несомненно, переведут стрелку, чтобы минимизировать негативные последствия. Приверженцы философии кантианства (по имени её создателя - Иммануила Канта), наверняка не будут вмешиваться, потому что рассматривают людей как цель, а не как средство, следовательно, даже один человек не может быть лишь инструментом спасения пяти остальных.
В ином варианте этой дилеммы роль стрелки играет толстяк, которого необходимо столкнуть на рельсы, чтобы помешать вагонетке убить остальных, однако это никак не влияет на сложность выбора между сознательным убийством одного, пусть с целью спасения нескольких человек, и невмешательством, за которым последует гибель пятерых.

7. Паук в писсуаре

Идея этого неожиданного эксперимента, уже ставшего классическим, пришла американскому философу Томасу Нагелю, когда он зашел в туалет Принстонского университета и заметил в писсуаре небольшого паука, показавшегося ему очень грустным. Каждый раз, когда философ мочился в писсуар, паук будто становился ещё печальнее от безысходности. Нагель поднял проблему с пауком в своём эссе «Рождение, смерть и смысл жизни»:

Томас Нагель
«Я заходил в туалет, смотрел на паука в писсуаре и постепенно его жалкий вид начал меня угнетать. Конечно, возможно, для него это стало естественной средой обитания, но лишь потому, что он был пойман в ловушку гладкими фарфоровыми стенками и никак не мог оттуда выбраться, не было и возможности узнать, хочет он покинуть писсуар, или нет.
Однажды я решился - взял изрядный кусок туалетной бумаги и опустил в писсуар, паук схватился за неё, я вытащил его и посадил на пол. Он сидел, не шелохнувшись, и я ушёл. Когда я вернулся через пару часов, паук находился там же, а когда на следующий день я зашёл в туалет, то обнаружил на этом месте его труп».
Эксперимент показывает, что, даже действуя из лучших побуждений, человек не знает, к чему на самом деле может привести его вмешательство в ситуацию, и что является благом для каждого участника конкретной ситуации.

8. Качество, или количество?

Представьте себе мир, в котором все стали вегетарианцами. Люди бы перестали выращивать животных, предназначенных на убой, а значит, миллионы свиней, коров и кур не получили бы даже права на жизнь, пусть с последующим превращением в котлеты или попаданием в суп.
Мало того, одомашненная скотина совершенно не готова к самостоятельному существованию, поэтому, так или иначе, большинство таких животных обречено даже без ножа мясника - куры разучились летать, что делает их лёгкой добычей для хищников, а коровы бы передохли в первую же зиму. Те, кому всё же удалось бы приспособиться к естественным условиям, нанесли бы дикой природе непоправимый вред. Вы считаете, это лучше, чем употребление в пищу мяса?

Вирджиния Вулф
Знаменитая британская писательница Вирджиния Вулф как-то сказала:

«Из всех аргументов в пользу вегетарианства те, которые озвучивают люди, - самые слабые. Свинья больше всех заинтересована в спросе на бекон. Если бы все были евреями, то свиней в мире бы почти не осталось».
Конечно, утверждение очень спорное: что лучше, например, когда 20 млрд человек живут в нищете или когда 10 млрд купаются в роскоши? Если последнее, то как быть с 10 млрд личностей, которые никогда не появятся на свет? С другой стороны, как вообще можно беспокоиться о тех, кого никогда не будет? Каждый для себя решает сам.

9. Начать с нуля

Любопытный мысленный эксперимент в области политической философии предложил американец Джон Ролз.


Джон Ролз
Представьте, что вы с группой других людей находитесь в ситуации, когда вам вместе необходимо выработать принципы организации человеческого общества, в котором предстоит жить, но никто из вас понятия не имеет о философских концепциях, моделях государственного устройства, физических законах, достижениях психологии, экономики, биологии и других наук. Из-за некоей «вуали незнания» никто не может оценить свои природные данные и социальное положение, в общем, предстоит заново создать законы существования человечества.
Вопрос: до чего вы договоритесь, если не будете руководствоваться эгоистичными и корыстными побуждениями?
Скорее всего, как считает Ролз, постепенно были бы созданы принципы, гарантирующие каждому равные основные права и свободы, например, обеспечивающие возможность образования и трудоустройства, однако его теория справедливости, предполагающая наличие единой естественной справедливости для каждого человека как такового, а не для отдельных личностей или классов, критикуется многими философами как утопическая.