5 thí nghiệm suy nghĩ sẽ làm tan chảy não của bạn

Một số khoa học quá lớn, nguy hiểm hoặc kỳ lạ xảy ra trong phòng thí nghiệm.

Bởi Evan Dashevsky

Albert Einstein nổi tiếng đã sử dụng các thí nghiệm về tư tưởng của người Hồi giáo (tức là những kịch bản vĩ đại nếu có thể rất khó - nếu không thể - tiến hành trong phòng thí nghiệm) để hình thành lý thuyết cách mạng của ông.

Những lý thuyết này, tất nhiên, không chỉ đơn thuần là nhìn chằm chằm vào rốn; họ đã được hỗ trợ với rất nhiều toán học được đánh giá ngang hàng. Tuy nhiên, vai trò của các thí nghiệm được cho là chiếu sáng con đường không nên bị xem nhẹ. Trên thực tế, nhiều khám phá khoa học vĩ đại đã được báo trước bởi các kịch bản tưởng tượng đã được đặt ra trong nhiều thập kỷ (đôi khi là hàng thiên niên kỷ, như bạn sẽ thấy bên dưới) trước khi khoa học tìm ra cách để kiểm tra chúng.

Các thí nghiệm suy nghĩ giúp các nhà khoa học tìm ra câu hỏi nào họ nên hỏi, ngay cả khi họ chưa có công cụ để trả lời chúng. Nhiều thí nghiệm nghĩ sâu vào những thứ như hiệu trưởng vật lý tiên tiến (ví dụ như con mèo nổi tiếng của Schrödinger), nhưng cũng có một số không yêu cầu bằng tiến sĩ.

Dưới đây là năm thí nghiệm chủ yếu không có toán học để làm tan chảy bộ não của bạn chỉ một chút (một số trong đó khoa học đã bắt kịp, một số trong đó vẫn còn tranh luận kịp thời). Họ có thể rất vui khi được chiếu sáng, nhưng hãy nhớ rằng những mẩu chuyện khoa trương này có thể có sự phân nhánh rất thực nên khoa học đã bắt kịp.

1) Có phải Đại úy Kirk đã chết trong mỗi tập của Star Trek?

Bạn có biết rằng bạn đã chết đêm qua? Vâng, bạn đã làm. Nhưng bạn đã được thay thế bằng một bản sao chính xác có tất cả các phẩm chất vật lý giống nhau - thậm chí là cùng một ký ức - về những bạn bạn đã chết. Đừng tin tôi? Chà, thật khó để chứng minh là sai.

Đó là khái niệm cơ bản của thí nghiệm tư tưởng Swampman, được đặt ra bởi nhà triết học Donald Davidson vào cuối những năm 1980. Trong thí nghiệm này, một người đàn ông đang đi qua đầm lầy và bị giết bởi một tia sét, nhưng - rất có thể - một tia sét khác đánh vào một đầm lầy gần đó và sắp xếp lại tất cả các hạt hữu cơ để tạo ra một bản sao chính xác (bao gồm tất cả các ký ức và như vậy ) của người đàn ông đã bị giết. Swampman mới thức dậy và sống phần còn lại của cuộc đời người đàn ông đã chết.

Có phải Swampman mới này là cùng một người nếu bản sao (không đề cập đến phần còn lại của thế giới) không thể nói lên sự khác biệt? Điều đó phụ thuộc vào những gì bạn coi là bản thân. (Thí nghiệm đặc biệt này cũng gợi ra nhiều cách giải thích liên quan đến các lý thuyết ở nhiều thế giới khác nhau - có rất nhiều ánh mắt rốn để có xung quanh.)

Toàn bộ kịch bản Swampman có vẻ như là một cách phức tạp không cần thiết để đưa ra câu hỏi này. Đặc biệt là khi chúng ta có một phép ẩn dụ dễ tiếp cận hơn nhiều về các bản sao từ khoa học viễn tưởng: Người vận chuyển từ Star Trek.

Vì vậy, hãy nghĩ về nó theo cách này - mỗi khi Thuyền trưởng Kirk đi qua phương tiện vận chuyển, anh ta có thực sự chết không? Và có phải là một bản sao của chính anh ta được xây dựng lại trên hành tinh dưới đây? Theo như phần còn lại của vũ trụ (bao gồm cả thuyền trưởng mới Kirk Kirk) thì không có gì thay đổi. Người duy nhất có bất cứ điều gì kỳ quặc là Kirk 1.0, người vừa bị giết chết một cách kỳ lạ.

Điều này nghe có vẻ thú vị - nếu cuối cùng là vô dụng - suy ngẫm, nhưng điều đó có thể không phải luôn luôn như vậy. Trong một tương lai không xa, rất có thể chúng ta sẽ tìm ra cách 1) dịch chuyển tức thời một Star Trek hoặc 2) tải tâm trí của chúng ta thành dạng kỹ thuật số theo phong cách Kurzweil. Và đó có thể là lợi ích tốt nhất của chúng tôi để xử lý các loại câu hỏi này trước tiên - bạn có muốn biết liệu bạn có tự tử mỗi khi có ai đó cười rạng rỡ không?

2) Tất cả các Bắt đầu là không thể vượt qua

Một số thí nghiệm tư tưởng nổi tiếng và lâu dài nhất là công việc của một triết gia Hy Lạp cổ đại, Zeno of Elea (có một số tranh luận về việc liệu khoa học và toán học hiện đại cuối cùng đã trả lời Nghịch lý của Zeno, hay không, nhưng nhiều hơn về điều đó bên dưới). Rõ ràng Zeno có thời gian rảnh rỗi điên cuồng trên tay, điều này cho phép anh ta đưa ra những mâu thuẫn hấp dẫn không cần thiết như nổi tiếng Ach Achilles và Rùa Rùa:

Achilles là anh hùng vĩ đại của truyền thuyết Hy Lạp, theo thí nghiệm của Zeno, đã quyết định thách đấu một con rùa đến một cuộc đua chân. Theo Zeno, Achilles rất tự tin vào khả năng đua rùa của mình đến nỗi anh ta đã cho đối thủ của mình một khởi đầu đáng kinh ngạc. Tất nhiên, ngay cả với người tàn tật này, Achilles vĩ đại - không đề cập đến bất kỳ con người trưởng thành có khả năng nào - nên dễ dàng vượt qua con rùa và một lần nữa củng cố sự thống trị của nhân loại đối với các di chúc, phải không?

Vâng, như nó hóa ra, không quá nhiều. Khi nhìn qua một bộ lọc logic cụ thể, Achilles thực sự không thể chiến thắng cuộc đua này. Một cái gì đó âm thanh sôi nổi ở đây? Trước tiên chúng ta hãy nghe vấn đề như Aristotle mô tả từ Vật lý: Quyển VI:

Trong một cuộc đua, người chạy nhanh nhất không bao giờ có thể vượt qua tốc độ chậm nhất, vì người theo đuổi trước tiên phải đạt đến điểm mà người theo đuổi bắt đầu, để người chậm hơn phải luôn dẫn đầu.

Hãy để tôi cố gắng giải thích. Trong thí nghiệm suy nghĩ này, chúng tôi giả định rằng Achilles và rùa đang chạy đua với tốc độ không đổi: Tương ứng rất nhanh và rất chậm. Tại một số điểm trong cuộc đua, Achilles đạt đến điểm xuất phát ban đầu của rùa. Nhưng trong thời gian Achilles phải đến đó, con rùa đã tiến về phía trước. Vì vậy, nhiệm vụ tiếp theo của Achilles sẽ là tạo ra khoảng cách mới giữa anh ta và con rùa, tuy nhiên, đến khi anh ta làm điều đó, con rùa sẽ lại tiến về phía trước với một lượng nhỏ hơn. Quá trình sau đó lặp đi lặp lại nhiều lần. Achilles luôn phải đối mặt với một khoảng cách mới (nếu nhỏ hơn) để vượt qua. Sự xuất hiện: Achilles vĩ đại thua cuộc đua với một con rùa gỗ câm lớn và không có sự thâm hụt nào là không thể vượt qua.

Tất nhiên, đây không phải là thực tế. Bất kỳ con người có khả năng nào (huống hồ là một vận động viên hàng đầu) có thể dễ dàng vượt qua một con rùa chậm chạp ngay cả với một sự dẫn dắt (hợp lý có thể vượt qua). Nhưng mặc dù kết luận của nó là không chính xác, bạn không thể phủ nhận logic đã đưa bạn đến đó. Bạn có thể đọc một phản bác khá chi tiết về tình huống ở đây ghim nghịch lý rõ ràng vào việc giải thích sai về vô hạn. Trong khi đó, các tín đồ của cơ học lượng tử sẽ nói rằng giải pháp là chúng ta không thể biết chắc chắn bất kỳ đối tượng nào. Nhưng điều này cho thấy một thí nghiệm suy nghĩ có thể giúp thúc đẩy điều tra sâu hơn như thế nào.

3) Chúng ta thực sự không nên làm bất cứ điều gì

Đây là một câu hỏi khác từ người bạn cũ Zeno của chúng tôi, và đó là một nhà tư tưởng về bản chất của chuyển động (và, một lần nữa, có một số tranh luận về việc liệu khoa học đương đại đã trả lời thỏa đáng hay chưa).

Đầu tiên, hãy tưởng tượng ai đó bắn một mũi tên vào mục tiêu cách đó vài chục feet. Đây là một ví dụ đáng yêu khác về vật lý Newton cơ bản hoạt động như bình thường, bạn có thể nghĩ. Tuy nhiên, khi được xem qua một bộ lọc logic rất đặc biệt, điều này là hoàn toàn không thể.

Bây giờ, giả sử bạn chỉ đóng băng thời gian tại một số điểm dọc theo quỹ đạo của mũi tên (tất cả theo kiểu Langoliers, nếu bạn muốn đi siêu tối). Ngay lúc đó, mũi tên lơ lửng trong không gian ở một vị trí. Trong bất kỳ thời điểm nào, không có chuyển động nào xảy ra. Mũi tên chỉ có thể ở một nơi này hay nơi khác và không bao giờ ở giữa. Vì vậy, làm thế nào để nó đi từ nơi này sang nơi khác nếu không bao giờ có một khoảnh khắc khi nó ở giữa hai nơi? Không có gì thực sự có thể thay đổi vị trí của nó từ lúc này sang lúc khác.

Tất nhiên đây không thực sự là một vấn đề. Mọi thứ đang chuyển động khắp mọi nơi mọi lúc, bất chấp một lập luận logic có niên đại hàng ngàn năm về lý do tại sao họ không thể. Có một số giải thích vật lý hàng đầu về lý do tại sao chuyển động thực sự là có thể. Nhưng vẫn còn một số tranh luận về việc liệu nghịch lý của Zeno có thực sự được trả lời thỏa đáng hay không.

4) Thực tế không thực sự tồn tại

Tất cả chúng ta đều đang quan sát thế giới theo cùng một cách chính xác, phải không? Chà, ngày càng rõ hơn rằng thực tế không phải vậy. Và bản chất của quan sát và hiểu biết là trung tâm của một vấn đề được đặt ra bởi nhà triết học thế kỷ 17, William Molyneux.

Dưới đây là cách anh ấy nói rõ vấn đề trong một lá thư gửi cho người suy ngẫm chuyên nghiệp, John Locke:

Giả sử một người đàn ông sinh ra bị mù, và giờ đã trưởng thành, và được dạy bằng cách chạm để phân biệt giữa một khối lập phương và một khối cầu bằng kim loại, và gần như là cùng một người phụ nữ, để nói, khi anh ta cảm nhận được cái này và cái kia, là khối lập phương, là hình cầu. Giả sử sau đó khối lập phương và khối cầu đặt trên bàn, và người mù thực hiện để xem: truy vấn, cho dù bằng mắt, trước khi chạm vào chúng, giờ anh ta có thể phân biệt và cho biết đó là quả cầu, khối nào? Người đề nghị cấp tính và thận trọng trả lời: 'Không. Vì mặc dù anh ta đã có được kinh nghiệm về cách một quả địa cầu và cách một khối lập phương ảnh hưởng đến sự tiếp xúc của anh ta; Tuy nhiên, anh ta vẫn chưa đạt được kinh nghiệm, rằng những gì ảnh hưởng đến cảm ứng của anh ta hay như vậy, phải ảnh hưởng đến tầm nhìn của anh ta hoặc vì vậy

Tóm lại, câu hỏi trong tầm tay là liệu một người mù học cách phân biệt các hình dạng cơ bản bằng xúc giác có thể phân biệt các vật thể đó khi anh ta đột nhiên nhận được sức mạnh của thị giác? Nói cách khác, thông tin từ một cảm giác này dịch sang một cảm giác khác, hay chúng ta chỉ liên kết chúng trong tâm trí của chúng ta? Chúng tôi thực sự biết câu trả lời cho câu hỏi này, vì vậy hãy đoán xem ngay bây giờ.

Câu hỏi này đã gây ra nhiều tranh luận kể từ khi nó lần đầu tiên được đặt ra từ nhiều thế kỷ trước. Nhưng hóa ra, trong lịch sử gần đây, khoa học y tế đã phát triển đến mức chúng ta có thể trả lại thị lực cho một số người và do đó trả lời câu hỏi này và câu trả lời là không, mọi người không thể chuyển cảm giác xúc giác thành thông tin thị giác .

Nhưng ở đây, chúng ta thấy giá trị của các thí nghiệm tư tưởng: Nhà thí nghiệm đương đại có lẽ chưa bao giờ nghĩ sẽ thử thực hiện thí nghiệm trong thế giới thực này nếu các nhà triết học không vật lộn với nó trong nhiều thế kỷ trước.

5) Nếu một chiếc xe Google phải giết một ai đó, thì nó nên là ai?

Hãy tưởng tượng điều này: Bạn đang ở trên một cây cầu nhìn ra một loạt các đường ray xe đẩy và bạn nhận thấy rằng năm người đã bị trói chặt vào đường ray bởi một nhân vật phản diện quanh co (và có lẽ là ria mép). Sau đó, bạn nhìn thấy một chiếc xe đẩy ngoài tầm kiểm soát đang lao xuống đường ray chắc chắn sẽ giết chết những người không may trừ khi có ai đó can thiệp. Ôi không!

Trong kịch bản này, bạn quá gầy để dừng xe đẩy. Nhưng bạn nhận ra rằng bạn đang chia sẻ cây cầu của mình với một người đàn ông to béo, người - nếu bạn đẩy anh ta ra trước xe đẩy - sẽ có đủ sức mạnh để ngăn chặn xe đẩy và cứu năm người bị trói, mặc dù anh ta chắc chắn sẽ bị giết .

Bây giờ bạn phải đối mặt với các lựa chọn sau: 1) Không làm gì cả và năm người sẽ chết, hoặc 2) Đẩy người béo trước xe đẩy và hy sinh anh ta cho năm người. Trong cả hai trường hợp, bạn có thể biết được tất cả những cái chết của những người vô tội này không? Pháp luật có nên phân biệt?

Tình trạng khó khăn này đã được điều chỉnh một số cách, bao gồm các phiên bản trong đó năm người (hoặc người đàn ông béo) đã được thay thế bằng một nhân vật phản diện đáng trách. Câu chuyện gợi lên rất nhiều cái nhìn sâu sắc về khả năng và sự phân cấp các giá trị với rất ít ý nghĩa thực tế. . . cho đến gần đây.

Câu hỏi này là mối quan tâm rất ngay lập tức khi chúng tôi chia sẻ đường và đường cao tốc với số lượng phương tiện không người lái ngày càng tăng. Và, để chắc chắn, những phương tiện này (hay đúng hơn là các nhà phát triển phần mềm của họ) sẽ phải đối mặt với những tình huống tương tự, nhưng những kết quả sẽ không chắc chắn như trong vấn đề ban đầu.

Một chiếc xe không người lái có nên lấn sang làn đường khác để tránh một đứa trẻ nhỏ vừa chạy ra đường? Có nên dừng lại hoàn toàn để tránh đụng phải một con nai phi nước đại, biết rằng có một chiếc xe đang chạy quá tốc độ ngay sau nó? Những quyết định này có thay đổi nếu chiếc xe không người lái xảy ra là một chiếc xe buýt chở tù nhân giết người bị kết án, hoặc có lẽ là xe cứu thương với một phụ nữ mang thai đến bệnh viện để sinh đôi? Nếu ai đó bị giết hoặc bị thương trong những tình huống này, ai phải chịu trách nhiệm?

Đây là một trong những thời điểm mà các vấn đề từ trên mây rơi xuống đất. Ngay cả khi công nghệ chưa ở đây khá lâu, thì cũng không thể bắt đầu nói về nó.

Đọc thêm: Tiến thoái lưỡng nan của việc dạy đạo đức cho xe tự lái.

Được xuất bản lần đầu tại www.pcmag.com.