8 мысленных экспериментов

Для некоторых научных опытов не нужны ни лаборатории, ни добровольцы — важное исследование можно провести и в собственном воображении. T&P собрали 8 мысленных экспериментов с далеко идущими последствиями.

Квантовый суицид

Так же, как и всем известная задача с томящимся в ящике котом, этот эксперимент затрагивает проблемы квантовой механики — только с точки зрения не наблюдателя, а самого участника процесса. На месте кота Шредингера — условный герой, который стреляет себе в голову из ружья с механизмом, зависящим от распада радиоактивного атома. Вероятность осечки — 50%. В момент нажатия курка сталкиваются две квантовые теории — так называемая «копенгагенская» и многомировая. Согласно первой, наблюдаемый герой не может находиться в двух состояниях параллельно — он однозначно или жив, или мертв.

А вот второй вариант намного романтичнее — каждая новая попытка выстрела расщепляет вселенную на две альтернативные версии: в одной участник остается жив, а в другой погибает. Но оставшееся в живых альтер-эго героя никогда не узнает о собственной смерти в параллельном мире. Сам автор эксперимента, профессор MIT Макс Тегмарк, твердо придерживается концепции мультивселенной, но проверять ее на себе не спешит. «Со мной-то все будет в порядке, а вот моя жена Анжелика останется вдовой», — объяснил он в одном из интервью. И с этим трудно поспорить.

Но, как бы ни была соблазнительна теория альтернативных вселенных, большинство специалистов по квантовой механике, опрошенных самим Тегмарком в 1997 году, согласились с копенгагенской концепцией. Да и более поздние опросы ученых в «нулевых» повторили тот же результат.

Лотерея на выживание

Британский философ Джон Харрис придумал жестокую этическую головоломку. Представим мир, где операции по пересадке органов осуществляются идеально, а этические правила таковы, что дать человеку умереть и убить его — одно и то же. В результате все человечество соглашается участвовать в «лотерее выживания» — как только любой человек оказывается при смерти, случайный жребий указывает на того, кто должен пожертвовать жизнью ради его спасения. А поскольку один донор может спасти нескольких умирающих, его жертва вполне оправдана статистически. Вроде бы все справедливо, но жить в таком мире не хочется. Зато есть повод поразмышлять об оправданности самопожертвования и грани между невмешательством и убийством.

Самого философа в этой истории волновала еще одна немаловажная проблема. «Во многих случаях будет мучительно трудно решить, виноват ли человек в своем несчастье. Есть множество способов, которыми он может загнать себя в эту ловушку, и задача в том, чтобы определить, в какой степени человек ответственен за свою судьбу и насколько его действия были осознанны. И как мы можем быть уверены, что человек не виноват в том несчастье, которое его постигло, и можем ли мы опираться на эту уверенность, чтобы спасти его?» Другими словами, даже если считать «лотерею на выживание» этически безупречной, стоит ли спасать курильщика от рака легких? Главное, чтобы над этим вопросом не задумались реальные врачи.

Философский зомби

Этот гипотетический оживший мертвец, в отличие от персонажей «Обители зла», не ест людей: он вполне безобидное существо, внешне неотличимое от обычного человека. Разница лишь в том, что философский зомби не способен что-либо ощущать и не имеет осознанного опыта, но может имитировать любые человеческие реакции и действия. Например, если уколоть его иголкой, он вполне убедительно изобразит боль.

Возможность существования такого зомби опровергает концепцию физикализма, согласно которой человеческое восприятие обусловлено лишь физическими процессами. Философский зомби борется и с идеями бихевиоризма. Ведь по поведению такой мертвец неотличим от настоящего человека, а согласно этой теории, сознание, желания и другие психические проявления сводятся лишь к поведенческим паттернам.

Этот эксперимент косвенно затрагивает и проблему искусственного интеллекта — на месте зомби можно с тем же успехом представить андроида, копирующего все человеческие повадки. Такой андроид наверняка прошел бы тест Тьюринга — продолжая при этом не осознавать себя. А это заставляет пересмотреть критерии разумности.

Комната Марии

Как и философский зомби, этот эксперимент заставляет задуматься о разнице между реальным опытом и знаниями о том, каким должен быть опыт. Представим себе черно-белую комнату, где за черно-белым монитором сидит Мария — специалист по нейрофизиологии зрения. Она никогда не видела цвета, но обладает всей полнотой информации о человеческой реакции на него: она в точности знает, что мы испытываем, когда видим синее небо или алую розу. Вопрос в том, узнает ли Мария что-нибудь новое, если увидит цвет сама?

Это еще один камень в огород физикалистов, считающих, что любое знание — это знание лишь о физических фактах. Впрочем, некоторые авторитетные философы (в том числе и известный американский когнитивист Дэниел Деннет) придерживаются мнения, что личное переживание цвета вряд ли удивит всеведущую ученую. Даже если попытаться подшутить над Марией и дать ей синий банан вместо нормального, теоретическое знание о цвете всех существующих в мире вещей поможет ей отреагировать адекватно. Впрочем, для чистоты эксперимента, пожалуй, стоило бы заменить банан чем-то более эффектным — например, картиной Матисса.

Теорема о бесконечных обезьянах

Любимый мысленный эксперимент физика Сета Ллойда и поклонников книги «Автостопом по галактике» утверждает, что абстрактная обезьяна, хаотично ударяя по клавишам печатной машинки на протяжении вечности, рано или поздно напечатает любой заранее заданный текст (самая популярная версия — шекспировский «Гамлет»).

Энтузиасты уже попытались воплотить в жизнь этот эксперимент: в 2003 году студенты и учителя Плимутского университета потратили $2 000 на исследования, выдав компьютер шести макакам в местном зоопарке. Но за месяц работы начинающие писатели Эльмо, Гам, Хизер, Рован, Холли и Омела не особо преуспели — их творческое наследие составило всего пять страниц, в основном содержащих лишь букву «S», а компьютер к концу проекта представлял собой более чем плачевное зрелище. Впрочем, представители университета утверждали, что извлекли из эксперимента немало полезного.

Но интерес к вопросу не угасает: возможно, потому что эта теорема стара как мир. Специалисты по теории вероятности заинтересовались ей в начале XX века, но над возможностью случайно сгенерировать осмысленный текст задумывались еще античные философы. Например, у Цицерона роль мартышки играл абстрактный человек, бросающий на землю металлические буквы, а вместо «Гамлета» были «Анналы» Энния. «Вряд ли по случайности таким образом может получиться даже одна строка», — вынес вердикт философ.

Но математики не согласны — вероятность рано или поздно напечатать полноценную книгу, наугад тыкая в клавиатуру, хоть и ничтожно мала (примерно 1/10183 800), но все же существует. А признанный эксперт по квантовой механике Сет Ллойд утверждает, что именно так и появилось все сущее. Если, конечно, принять за компьютер саму Вселенную, а за обезьян — случайные квантовые флуктуации. Таким образом, фантастическое допущение стало основой нового раздела науки — квантовой теории информации.

Яд и вознаграждение

Еще одна негуманная фантазия: некий миллионер ставит перед героем пузырек с ядом. Яд не смертелен, но его употребление вызывает страшные муки в течение суток. Богач делает предложение, от которого невозможно отказаться: если герой согласится выпить яд завтра днем, то уже завтра утром он получит миллион долларов. То есть, принимать яд в принципе не обязательно — смельчак получит приз до того, как наступит время травиться. Здравый смысл подсказывает, что логичнее всего согласиться, получить вознаграждение и не пить токсин. Но тут возникает парадокс: как можно собираться что-то сделать (а ведь деньги выдаются именно за намерение), не собираясь этого сделать? Получается, честно выполнить договоренность, не выпив яд, все-таки невозможно.

Занавес неведения

Отличный эксперимент на тему социальной справедливости, придуманный американским философом Джоном Ролзом. Допустим, все решения по организации общества будущего доверены некой группе людей. Для того, чтобы придуманная ими концепция была максимально объективной, их лишили знаний о собственном социальном статусе, классовой принадлежности, IQ и прочих личных качествах, способных обеспечить конкурентное преимущество (так называемый «занавес неведения»). Получается, при решении они никак не могут учитывать собственные интересы. Какую же концепцию они выберут?

Надо сказать, что сам Ролз был либералом, и его политические взгляды подспудно влияют на чистоту эксперимента: кейс с занавесом изначально основан на том, что справедливость означает равенство возможностей. Но в демократической политике он мог бы стать неплохой лакмусовой бумажкой для любого законотворца.

Китайская комната

Человек, не знающий китайского, сидит в комнате с корзинами, полными иероглифов. У него есть подробный учебник на родном языке, объясняющий правила сочетания иероглифов. При этом используются лишь начертания символов — не обязательно понимать их значение. Но в результате таких манипуляций можно создать текст, который ничем не отличается от письменной речи обычного китайца. За дверью находятся люди, которые передают затворнику таблички с вопросами на китайском. Герой, руководствуясь учебником, присылает ответы — бессмысленные для него, но вполне логичные для читателей.

На самом деле герой символически проходит тест Тьюринга: он играет роль компьютера, учебник — это база данных, а послания — вопросы человека машине и ее ответы на них. Эксперимент показывает границы возможностей машины и ее неспособность научиться человеческому мышлению, просто реагируя на заданные условия заученным способом. А еще предостерегает против механического подхода к обучению: отработанный навык решения конкретных задач не означает, что человек действительно понимает, что делает. Так что составителям заданий для ЕГЭ стоит держать в уме этот эксперимент.Варламова Дарья

8 мысленных экспериментов