第一篇:十個著名的思想實(shí)驗,看完請淡定[模版]
十個著名的思想實(shí)驗,看完請淡定 來源: 邵峰的日志
10.電車難題(The Trolley Problem)
“電車難題”要數(shù)倫理學(xué)領(lǐng)域最為知名的思想實(shí)驗之一,其內(nèi)容大致是:一個瘋子把五個無辜的人綁在電車軌道上。一輛失控的電車朝他們駛來,并且片刻后就要碾壓到他們。幸運(yùn)的是,你可以拉一個拉桿,讓電車開到另一條軌道上。但是還有一個問題,那個瘋子在那另一條軌道上也綁了一個人??紤]以上狀況,你應(yīng)該拉拉桿嗎?
解讀:
電車難題最早是由哲學(xué)家Philippa Foot提出的,用來批判倫理哲學(xué)中的主要理論,特別是功利主義。功利主義提出的觀點(diǎn)是,大部分道德決策都是根據(jù)“為最多的人提供最大的利益”的原則做出的。從一個功利主義者的觀點(diǎn)來看,明顯的選擇應(yīng)該是拉拉桿,拯救五個人只殺死一個人。但是功利主義的批判者認(rèn)為,一旦拉了拉桿,你就成為一個不道德行為的同謀——你要為另一條軌道上單獨(dú)的一個人的死負(fù)部分責(zé)任。然而,其他人認(rèn)為,你身處這種狀況下就要求你要有所作為,你的不作為將會是同等的不道德。總之,不存在完全的道德行為,這就是重點(diǎn)所在。許多哲學(xué)家都用電車難題作為例子來表示現(xiàn)實(shí)生活中的狀況經(jīng)常強(qiáng)迫一個人違背他自己的道德準(zhǔn)則,并且還存在著沒有完全道德做法的情況。
9.空地上的奶牛(The Cow in the field)
認(rèn)知論領(lǐng)域的一個最重要的思想實(shí)驗就是“空地上的奶?!?。它描述的是,一個農(nóng)民擔(dān)心自己的獲獎的奶牛走丟了。這時送奶工到了農(nóng)場,他告訴農(nóng)民不要擔(dān)心,因為他看到那頭奶牛在附件的一塊空地上。雖然農(nóng)民很相信送奶工,但他還是親自看了看,他看到了熟悉的黑白相間的形狀并感到很滿意。過了一會,送奶工到那塊空地上再次確認(rèn)。那頭奶牛確實(shí)在那,但它躲在樹林里,而且空地上還有一大張黑白相間的紙纏在樹上,很明顯,農(nóng)民把這張紙錯當(dāng)成自己的奶牛了。問題是出現(xiàn)了,雖然奶牛一直都在空地上,但農(nóng)民說自己知道奶牛在空地上時是否正確?
解讀:
空地上的奶牛最初是被Edmund Gettier用來批判主流上作為知識的定義的JTB(justified true belief)理論,即當(dāng)人們相信一件事時,它就成為了知識;這件事在事實(shí)上是真的,并且人們有可以驗證的理由相信它。在這個實(shí)驗中,農(nóng)民相信奶牛在空地上,且被送奶工的證詞和他自己對于空地上的黑白相間物的觀察所證實(shí)。而且經(jīng)過送奶工后來的證實(shí),這件事也是真實(shí)的。盡管如此,農(nóng)民并沒有真正的知道奶牛在那兒,因為他認(rèn)為奶牛在那兒的推導(dǎo)是建立在錯誤的前提上的。Gettier利用這個實(shí)驗和其他一些例子,解釋了將知識定義為JTB的理論需要修正。
8.定時炸彈(The Ticking Time Bomb)
如果你關(guān)注近幾年的政治時事,或者看過動作電影,那么你對于“定時炸彈”思想實(shí)驗肯定很熟悉。它要求你想象一個炸彈或其他大規(guī)模殺傷性武器藏在你的城市中,并且爆炸的倒計時馬上就到零了。在羈押中有一個知情者,他知道炸彈的埋藏點(diǎn)。你是否會使用酷刑來獲取情報?
解讀:
與電車難題類似,定時炸彈情景也是強(qiáng)迫一個人從兩個不道德行徑中選擇的倫理問題。它一般被用作對那些說在任何情況下都不能使用酷刑的反駁。它也被用作在極端形勢下法律——就像美國的嚴(yán)禁虐囚的法律——可以被放在第二位的例子。歸功于像《24小時》的電視節(jié)目和各種政治辯論,定時炸彈情景已成為最常引用的思想實(shí)驗之一。今年早些時候,一份英國報紙?zhí)岢隽烁鼮闃O端的看法。這份報紙?zhí)嶙h說,如果那個恐怖分子對酷刑毫無反應(yīng),那么當(dāng)局者是否愿意拷打他的妻子兒女來獲取情報。
7.愛因斯坦的光線(Einstein’s Light Beam)
愛因斯坦著名的狹義相對論是受啟于他16歲做的思想實(shí)驗。在他的自傳中,愛因斯坦回憶道他當(dāng)時幻想在宇宙中追尋一道光線。他推理說,如果他能夠以光速在光線旁邊運(yùn)動,那么他應(yīng)該能夠看到光線成為“在空間上不斷振蕩但停滯不前的電磁場”。對于愛因斯坦,這個思想實(shí)驗證明了對于這個虛擬的觀察者,所有的物理定律應(yīng)該和一個相對于地球靜止的觀察者觀察到的一樣。
解讀:
事實(shí)上,沒人確切知道這意味著什么??茖W(xué)家一直都在爭論一個如此簡單的思想實(shí)驗是如此幫助愛因斯坦完成到狹義相對論這如此巨大的飛躍的。在當(dāng)時,這個實(shí)驗中的想法與現(xiàn)在已被拋棄的“以太”理論相違背。但他經(jīng)過了好多年才證明了自己是正確的。
6.特修斯之船(The Ship of Theseus)
最為古老的思想實(shí)驗之一。最早出自普魯塔克的記載。它描述的是一艘可以在海上航行幾百年的船,歸功于不間斷的維修和替換部件。只要一塊木板腐爛了,它就會被替換掉,以此類推,直到所有的功能部件都不是最開始的那些了。問題是,最終產(chǎn)生的這艘船是否還是原來的那艘特修斯之船,還是一艘完全不同的船?如果不是原來的船,那么在什么時候它不再是原來的船了?哲學(xué)家Thomas Hobbes后來對此進(jìn)來了延伸,如果用特修斯之船上取下來的老部件來重新建造一艘新的船,那么兩艘船中哪艘才是真正的特修斯之船?
解讀:
對于哲學(xué)家,特修斯之船被用來研究身份的本質(zhì)。特別是討論一個物體是否僅僅等于其組成部件之和。一個更現(xiàn)代的例子就是一個不斷發(fā)展的樂隊,直到某一階段樂隊成員中沒有任何一個原始成員。這個問題可以應(yīng)用于各個領(lǐng)域。對于企業(yè),在不斷并購和更換東家后仍然保持原來的名字。對于人體,人體不間斷的進(jìn)行著新陳代謝和自我修復(fù)。這個實(shí)驗的核心思想在于強(qiáng)迫人們?nèi)シ此忌矸輧H僅局限在實(shí)際物體和現(xiàn)象中這一常識。
5.伽利略的重力實(shí)驗(Galileo’s Gravity Experiment)
為了反駁亞里士多德的自由落體速度取決于物體的質(zhì)量的理論,伽利略構(gòu)造了一個簡單的思想實(shí)驗。根據(jù)亞里士多德的說法,如果一個輕的物體和一個重的物體綁在一起然后從塔上丟下來,那么重的物體下落的速度快,兩個物體之間的繩子會被拉直。這時輕的物體對重物會產(chǎn)生一個阻力,使得下落速度變慢。但是,從另一方面來看,兩個物體綁在一起以后的質(zhì)量應(yīng)該比任意一個單獨(dú)的物體都大,那么整個系統(tǒng)下落的速度應(yīng)該最快。這個矛盾證明了亞里士多德的理論是錯誤的。
解讀:
這個思想實(shí)驗幫助證明了一個很重要的理論:無論物體的質(zhì)量,不考慮阻力的情況下,所有物體自由落體的速率都是一樣的。
4.猴子和打字機(jī)(Monkeys and Typewriters)
另一個在流行文化中占了很大分量的思想實(shí)驗是“無限猴子定理”,也叫做“猴子和打字機(jī)”實(shí)驗。定理的內(nèi)容是,如果無數(shù)多的猴子在無數(shù)多的打字機(jī)上隨機(jī)的打字,并持續(xù)無限久的時間,那么在某個時候,它們必然會打出莎士比亞的全部著作。猴子和打字機(jī)的設(shè)想在20世紀(jì)初被法國數(shù)學(xué)家Emile Borel推廣,但其基本思想——無數(shù)多的人員和無數(shù)多的時間能產(chǎn)生任何/所有東西——可以追溯至亞里士多德。
解讀:
簡單來說,“猴子和打字機(jī)”定理是用來描述無限的本質(zhì)的最好方法之一。人的大腦很難想象無限的空間和無限的時間,無限猴子定理可以幫助理解這些概念可以達(dá)到的寬度。猴子能碰巧寫出《哈姆雷特》這看上去似乎是違反直覺,但實(shí)際上在數(shù)學(xué)上是可以證明的。這個定理本身在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能重現(xiàn)的,但這并沒有阻止某些人的嘗試:2003年,一家英國動物園的科學(xué)家們“試驗”了無限猴子定理,他們把一臺電腦和一個鍵盤放進(jìn)靈長類園區(qū)??上У氖?,猴子們并沒有打出什么十四行詩。根據(jù)研究者,它們只打出了5頁幾乎完全是字母“s”的紙。
3.中文房間(The Chinese Room)
“中文房間”最早由美國哲學(xué)家John Searle于20世紀(jì)80年代初提出。這個實(shí)驗要求你想象一位只說英語的人身處一個房間之中,這間房間除了門上有一個小窗口以外,全部都是封閉的。他隨身帶著一本寫有中文翻譯程序的書。房間里還有足夠的稿紙、鉛筆和櫥柜。寫著中文的紙片通過小窗口被送入房間中。根據(jù)Searle,房間中的人可以使用他的書來翻譯這些文字并用中文回復(fù)。雖然他完全不會中文,Searle認(rèn)為通過這個過程,房間里的人可以讓任何房間外的人以為他會說流利的中文。
解讀:
Searle創(chuàng)造了“中文房間”思想實(shí)驗來反駁電腦和其他人工智能能夠真正思考的觀點(diǎn)。房間里的人不會說中文;他不能夠用中文思考。但因為他擁有某些特定的工具,他甚至可以讓以中文為母語的人以為他能流利的說中文。根據(jù)Searle,電腦就是這樣工作的。它們無法真正的理解接收到的信息,但它們可以運(yùn)行一個程序,處理信息,然后給出一個智能的印象。
2.薛定鍔的貓(Schrodinger’s Cat)
薛定鍔的貓最早由物理學(xué)家薛定鍔提出,是量子力學(xué)領(lǐng)域中的一個悖論。其內(nèi)容是:一只貓、一些放射性元素和一瓶毒氣一起被封閉在一個盒子里一個小時。在一個小時內(nèi),放射性元素衰變的幾率為5
0%。如果衰變,那么一個連接在蓋革計數(shù)器上的錘子就會被觸發(fā),并打碎瓶子,釋放毒氣,殺死貓。因為這件事會否發(fā)生的概率相等,薛定鍔認(rèn)為在盒子被打開前,盒子中的貓被認(rèn)為是既死又活的。
解讀:
簡而言之,這個實(shí)驗的核心思想是因為事件發(fā)生時不存在觀察者,盒子里的貓同時存在在其所有可能的狀態(tài)中(既死又活)。薛定鍔最早提出這個實(shí)驗是在回復(fù)一篇討論量子態(tài)疊加的文章時。薛定鍔的貓同時也說明了量子力學(xué)的理論是多么令人無法理解。這個思想實(shí)驗因其復(fù)雜性而臭名昭著,同時也啟發(fā)了各種各樣的解釋。其中最奇異的就屬“多重世界”假說,這個假說表示有一只死貓和一只活貓,兩只貓存在在不同的宇宙之中,并且永遠(yuǎn)不會有交集。
1. 缸中的大腦(Brain in a Vat)
沒有比所謂的“缸中的大腦”假說更有影響力的思想實(shí)驗了。這個思想實(shí)驗涵蓋了從認(rèn)知學(xué)到哲學(xué)到流行文化等各個領(lǐng)域。這個實(shí)驗的內(nèi)容是:想象有一個瘋狂科學(xué)家把你的大腦從你的體內(nèi)取出,放在某種生命維持液體中。大腦上插著電極,電極連到一臺能產(chǎn)生圖像和感官信號的電腦上。因為你獲取的所有關(guān)于這個世界的信息都是通過你的大腦來處理的,這臺電腦就有能力模擬你的日常體驗。如果這確實(shí)可能的話,你要如何來證明你周圍的世界是真實(shí)的,而不是由一臺電腦產(chǎn)生的某種模擬環(huán)境?
解讀:
如果你覺得這聽起來很像《黑客帝國》,那么你說對了。這部電影以及其他一些科幻作品,都是在這個思想實(shí)驗的影響下創(chuàng)作出來的。這個實(shí)驗的核心思想是讓人們質(zhì)疑自身經(jīng)歷的本質(zhì),并思考作為一個人的真正意義是什么。這個實(shí)驗的最初原型可以一直追溯至笛卡爾。在他的《Meditations on the First Philosophy》一書中,笛卡爾提出了能否證明他所有的感官體驗都是他自己的,而不是由某個“邪惡的魔鬼”產(chǎn)生的這樣的疑問。笛卡爾用他的經(jīng)典名言“我思故我在”來回答這個問題。不幸的是,“缸中的大腦”實(shí)驗更為復(fù)雜,因為連接著電極的大腦仍然可以思考。這個實(shí)驗被廣泛的討論著,有許多對于此實(shí)驗前提的反駁,但仍沒有人能有力的回應(yīng)其核心問題:你究竟如何才能知道什么是真實(shí)?
第二篇:《十大著名思想實(shí)驗》讀后感
《十大著名思想實(shí)驗》讀后感--泉石
《十大著名思想實(shí)驗》讀后感
不知為何,本來應(yīng)該非常有趣味的思想實(shí)驗,現(xiàn)在讀著了無趣味,并且腦子發(fā)木,《十大著名思想實(shí)驗》讀后感。有些實(shí)驗看不懂,有些實(shí)驗也不想再去多想,對錯真假確難分辨。
是沖上去,還是拐彎,我想我在意的不是自己的道德審判,而是總體效用的最大化,是兩個人活下來,還是六個人活下來(大概學(xué)經(jīng)濟(jì)的緣故吧)。這樣“定時炸彈”的問題也是同理,讀后感《《十大著名思想實(shí)驗》讀后感》。關(guān)鍵是人要有自己價值判斷的標(biāo)準(zhǔn),布匹都是那樣的布匹,但尺子不用,自然結(jié)果不同。而每個人的“尺子”確也存在差距,這得承認(rèn)并尊重。就像《公正》里討論的,在西方人眼里,誠實(shí)與道德還有對立面呢。
我們在思維和邏輯上抓住一個點(diǎn),就可以敷衍出一系列的推理很判斷,它們正確,但是否又有用呢?既然要討論特修斯什么時候是新船,什么時候是原來的船,那我們時候還要厘清,什么樣的算船,什么樣的不算船呢?不是奶農(nóng)有沒有說謊,貓死沒死都成了我們腦中的推理和語言上的界定,但事實(shí)只因它真實(shí)而存在。畢竟,我們的大腦其實(shí)都在“缸中”,感知與真實(shí)總存在差距。
所以,思想實(shí)驗的價值應(yīng)當(dāng)像伽利略這個歷史上并沒有做過的實(shí)驗一樣,為的是反思原本的觀念,設(shè)法去幫助人類檢驗感知,接近真實(shí)。
第三篇:10個著名的思想實(shí)驗(最終版)
原標(biāo)題:10個著名的思想實(shí)驗
思想實(shí)驗是一種精神上的觀念或假想,通常和謎語相似,是哲學(xué)家和科學(xué)家用以了解什么是大眾思想的一種簡單方法。他們的運(yùn)用在如哲學(xué)和理論物理(理論物理無需做實(shí)驗)等抽象領(lǐng)域是最為廣泛的。他們像是為思想準(zhǔn)備的一份大餐,最終給出復(fù)雜的答案。即使思想實(shí)驗本身也會有無法理解的時候,這并不奇怪。下面是10個著名的思想實(shí)驗,還有他們所要表達(dá)的哲學(xué)、科學(xué)和倫理意義。
10.電車難題
它是倫理學(xué)領(lǐng)域最為知名的思想實(shí)驗之一,內(nèi)容大致是:一個瘋子把五個無辜的人綁在電車軌道上,一輛失控的電車朝他們駛來,且馬上就要輾過他們。幸運(yùn)的是,你可以拉一個拉桿,讓電車開到另一條軌道上。但是還有一個問題,那個瘋子在那另一條軌道上也綁了一個人。想想這個情況,你應(yīng)該拉拉桿嗎?
意義:
電車難題最早由哲學(xué)家Philippa Foot提出,是用來批判倫理哲學(xué)主要理論的,特別是對功利主義的批判。功利主義認(rèn)為,大部分道德決策都是根據(jù)“為最多的人提供最大的利益”的原則做出的。從一個功利主義者的觀點(diǎn)來看,明顯應(yīng)去拉拉桿,只殺死一個人來拯救五個人。但是功利主義的批判者反駁說,一旦拉了拉桿,你就變得不道德——你要為另一條軌道上那一個人的死負(fù)擔(dān)部分的責(zé)任。然而,其他人認(rèn)為,這種狀況下要求你要有所作為,什么都不做也是不道德??傊?,不存在完全的道德行為,這也就是重點(diǎn)所在。許多哲學(xué)家都用電車難題作為例子來表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中經(jīng)常強(qiáng)迫一個人違背自己道德準(zhǔn)則的狀況,并且有的時候根本沒有完全道德的做法。
9.空地上的奶牛
認(rèn)知領(lǐng)域中一個重要的思想實(shí)驗就是“空地上的奶?!薄?shí)驗是這樣的,一個農(nóng)民擔(dān)心自己獲獎的奶牛走丟了。一個送奶工來到農(nóng)場后,他讓農(nóng)民不要擔(dān)心,因為他看到那頭奶牛就在附近。雖然農(nóng)民很愿意相信送奶工,但他還是自己去看了下,他看到了熟悉的黑白相間條紋,為自己的奶牛在那里感到很滿意。過了一會,送奶工到那里再次進(jìn)行了確認(rèn)。那頭奶牛確實(shí)在那里,但它躲在了樹林里,而且有一大張黑白相間的紙纏繞在了一棵樹上,顯然,農(nóng)民把這張紙錯當(dāng)成自己的奶牛了。問題于是來了,就算奶牛一直在那里,但農(nóng)民說自己知道那頭奶牛在那里時是否正確?
意義:
空地上的奶牛最初被Edmund Gettier用來批判主流對知識定義的JTB(justified true belief)理論,即當(dāng)人們相信一件事時,它就成為了知識;這件事事實(shí)上是真的,且可以被充分驗證。實(shí)驗中,農(nóng)民之所以相信奶牛在那里,是送奶工證詞和他自己所見黑白相間物所共同構(gòu)成的結(jié)果。而之后送奶工的確認(rèn),這件事也碰巧是真實(shí)的。盡管如此,農(nóng)民并非真正知道奶牛在那里,因為他認(rèn)為奶牛在那里的結(jié)論是建立在錯誤的前提上的。Gettier利用這個實(shí)驗和其他一些例子,說明了將知識定義為JTB的理論需要修正。
8.定時炸彈
如果你關(guān)注近幾年的政治時事,或看過動作電影,那么你對“定時炸彈”實(shí)驗肯定很熟悉。它要求你想象有一個炸彈或其他大規(guī)模殺傷性武器藏在你的城市中,并且倒計時馬上將歸零。城市里有一個知情者,他知道炸彈的埋藏點(diǎn)。你會使用酷刑來讓他吐出情報嗎?
意義:
與電車難題類似,定時炸彈實(shí)驗也是強(qiáng)迫一個人從兩個不道德行為中選擇其一的倫理問題。它一般用來反駁那些說在任何情況下都不能使用酷刑的言論。它也被用作在極端形勢下法律可以被放在第二位的情況,如美國嚴(yán)禁虐囚的法律。歸功于《24小時》之類的電視節(jié)目,還有一些政治辯論,定時炸彈已成為最常被提起的思想實(shí)驗之一。今年早些時候,一份
英國報紙?zhí)岢隽烁鼮闃O端的看法。這份報紙說,如果這個恐怖分子對酷刑毫無反應(yīng),那么當(dāng)局者是否愿意拷打他的妻子和兒女來逼他吐出情報。
7.愛因斯坦的光線
很少有人知道愛因斯坦著名的狹義相對論是受到他16歲時一個思想實(shí)驗的啟發(fā)。在他的著作《自述注記》中,愛因斯坦回憶道他當(dāng)時幻想在宇宙中追逐一道光線。他說如果他能夠以光速在光線旁邊運(yùn)動,那么他應(yīng)該能夠看到光線在空間內(nèi)呈現(xiàn)為“不斷振蕩但停滯著的電磁場”。對于愛因斯坦,這個思想實(shí)驗證明了對于他作為一個富有想象力的觀察者,”在有相同定律和一個相對于地球靜止觀察者的情況下,任何事都有可能發(fā)生?!?/p>
意義:
事實(shí)上,沒人真正知道這意味著什么。科學(xué)家一直都在爭論一個如此簡單的思想實(shí)驗是如何幫助愛因斯坦完成到狹義相對論這個巨大飛躍的。在當(dāng)時,這個實(shí)驗中的想法與現(xiàn)在已被拋棄的“以太”理論相違背。“以太”理論即存在一個隱性的空間供光線穿越。他經(jīng)過了好多年才證明了自己是正確,但從某種程度上這個實(shí)驗對于狹義相對論是“有害的”,他自己這么說,后者第一次讓他站上了理論物理學(xué)的頂點(diǎn)。
6.忒修斯之船
史上最為古老的思想實(shí)驗之一便是被稱為忒修斯之船的悖論。這個實(shí)驗最早出自普魯塔克的記載。它描述了一艘可以在海上航行幾百年的船,這歸功于不斷的維修和部件的替換。只要一塊木板腐爛了,它就會被替換掉,以此類推,直到所有的部件都不再是最初的那些。問題是,最終產(chǎn)生的這艘船還是原來的忒修斯之船,還是一艘完全不同的新船?如果不是原來的船了,那么從什么時候開始它不再是原來的船了?哲學(xué)家Thomas Hobbes后來對此進(jìn)行了更深刻的探討:如果有人用忒修斯之船上取下來的老部件來重新建造一艘新的船,那么兩艘船中哪艘才是真正的忒修斯之船?
意義:
對于哲學(xué)家來說,忒修斯之船被用來研究身份的本質(zhì),特別是討論一個物體是否僅僅就是其部件之和。一個更現(xiàn)代的例子是假設(shè)有一個樂隊,到某一階段樂隊成員中不再有任何一個原始成員。這個問題還可以應(yīng)用于其他如商業(yè)等領(lǐng)域。商業(yè)領(lǐng)域中,在不斷并購和更換股東后仍然保留企業(yè)原來的名字;對于人體,人體不斷地進(jìn)行著新陳代謝和自我修復(fù)。這個實(shí)驗的核心思想在于強(qiáng)迫人們?nèi)シ磫柹矸菔欠駜H僅局限在實(shí)際物體和現(xiàn)象中這一普遍知識。
5.伽利略的重力實(shí)驗
史上最早的思想實(shí)驗之一,由物理和天文學(xué)家伽利略進(jìn)行實(shí)驗。為了反駁亞里士多德的自由落體速度取決于物體質(zhì)量的理論,伽利略設(shè)計了一個簡單的思想實(shí)驗:根據(jù)亞里士多德的邏輯,如果一個較輕的物體和一個較重的物體綁在一起后從塔上扔下去,那么教重的物體會下落的比較快,且兩個物體間的繩子會被拉緊。這時較輕的物體會對較重的物體產(chǎn)生一個拽力,使得重物的下落速度變慢。但是,伽利略認(rèn)為兩個物體綁在一起后的重量應(yīng)比其中任意一個物體都大,那么一起下落的速度應(yīng)該是最快的。于是他用這個矛盾證明了亞里士多德理論是錯誤的。
意義:
關(guān)于伽利略有一個著名的故事:有一次他從比薩斜塔扔下兩個鐵球,想要證明較重的物體并不較輕的物體下落速度快。現(xiàn)實(shí)中這個故事可能只是作為一種傳奇,但這個思想實(shí)驗證明了一個關(guān)于重力很重要的理論:無論物體的質(zhì)量,所有物體自由落體的速率都是一樣的。
4.猴子和打字機(jī)
另一個在流行文化中獲得廣泛關(guān)注的思想實(shí)驗是“無限猴子定理”,也叫做“猴子和打字機(jī)”實(shí)驗。該定理認(rèn)為,如果有無數(shù)多的猴子在無限久的時間里,在無數(shù)多的打字機(jī)上隨機(jī)打字,那么在某個時間點(diǎn),它們“幾乎必然”會打出莎士比亞的全部著作。猴子和打字機(jī)的設(shè)想在20
世紀(jì)早期由法國數(shù)學(xué)家Emile Borel推廣,但其基本思想,即無數(shù)多的人員和無數(shù)多的時間能產(chǎn)生任何/所有東西的理論,可以追溯至亞里士多德。
意義:
簡單來說,“猴子和打字機(jī)”定理是用來描述無限本質(zhì)最好的方法之一。人的大腦很難想象無限的空間和無限的時間,無限猴子定理可以幫助理解這些概念。猴子碰巧能寫出《哈姆雷特》,聽上去是天方夜譚,但當(dāng)一個人考慮到所有的可能性后,這個說法在數(shù)學(xué)上是可以被證明的。這個定理本身在現(xiàn)實(shí)生活中不可重現(xiàn),但這并沒有阻止一些人的嘗試:2003年,英國修讀科學(xué)的學(xué)生在一家英國動物園“試驗”了無限猴子定理,他們把一臺電腦和一個鍵盤放進(jìn)了靈長類園區(qū)??上У氖?,猴子們沒有打出任何十四行詩。根據(jù)研究,它們只打出了5頁幾乎完全是字母“s”的紙。
3.中文房間
“中文房間”最早由美國杰出哲學(xué)家John Searle于20世紀(jì)80年代初提出。這個實(shí)驗要求你想象一位只會說英語的人身處一個幾乎完全密閉的房間中,房間門上有一個小窗口。他有一臺具有英漢翻譯功能的電腦,房間里還有足夠的紙、鉛筆和文件柜。隨后寫著中文的紙片通過小窗口將被送入房間中。根據(jù)Searle的理論,房間中的人可以翻譯這些文字并用中文寫上他的回復(fù)。雖然他完全不會中文,但Searle認(rèn)為通過這個過程,房間里的人可以讓任何房間外的人以為他會說流利的中文。
意義:
Searle創(chuàng)造了“中文房間”思想實(shí)驗來反駁電腦和其他人工智能都能夠真正思考的觀點(diǎn)。房間里的人不會說中文;他無法用中文思考。但就因為他擁有某些工具,他甚至可以讓以中文為母語的人以為他能說流利的中文。Searle還說,電腦就是這樣工作的。它們無法真正理解他們所給出的信息,但它們可以運(yùn)行一個程序、處理信息、然后給出一個具有人工智能的印象。
2.薛定諤的貓
薛定鍔的貓最早由物理學(xué)家薛定鍔提出,是量子力學(xué)領(lǐng)域中的一個悖論。內(nèi)容是:一只貓被封閉在一個盒子里一個小時,和它一起的還有一些放射性元素和一瓶毒氣。在一小時內(nèi),放射性元素的衰變幾率為50%。如果發(fā)生了衰變,那么會觸發(fā)一個連接在蓋革計數(shù)器上的錘子,打碎瓶子,釋放毒氣,殺死貓。因為這件事是否發(fā)生的概率相等,薛定鍔認(rèn)為在盒子被打開前,盒子中的貓可以同時被認(rèn)為是既死又活的。
意義:
簡而言之,這個實(shí)驗的核心思想是因為事件發(fā)生時不存在觀察者,盒子里的貓可能同時存在所有的狀態(tài)(實(shí)驗中既死又活)。這個觀念同一個古老的謎題相似,謎題內(nèi)容為,如果一棵樹倒在了樹木中,且沒有人聽到聲音,那么它有沒有發(fā)出聲響?薛定鍔最早是在回復(fù)一篇討論量子態(tài)疊加本質(zhì)的文章時提出這個實(shí)驗的。薛定鍔的貓同時也說明了量子力學(xué)的理論是多么奇怪。這個思想實(shí)驗因其復(fù)雜性而臭名昭著,同時也產(chǎn)生了各種各樣的解釋。其中最古怪的是“多重世界”假說,這個假說表示有一只既死又活的貓,那么兩只貓是存在于不同的宇宙間,且永遠(yuǎn)不會有交集。
1.缸中的大腦
沒有比所謂“缸中的大腦”更有影響力的思想實(shí)驗了,這個思想實(shí)驗涵蓋了從認(rèn)知學(xué)到哲學(xué)到流行文化等各個領(lǐng)域。這個實(shí)驗要求你想象有一個瘋狂科學(xué)家把你的大腦從你體內(nèi)取出,放在一個裝有維持生命液體的缸中。大腦是連著電極,電極還連到一臺能產(chǎn)生圖像和感官信號的電腦上。因為你獲取的所有關(guān)于世界的信息都是經(jīng)由大腦過濾,這臺電腦就有能力模擬你日常的體驗。如果這確實(shí)可能的話,你要如何來證明你周圍的世界是真實(shí)的,而不是由一臺電腦所產(chǎn)生的模擬環(huán)境?
意義:
如果你覺得這一切聽起來很像《黑客帝國》,你說對了。這部電影以及其他一些科幻小說和電影,都受到了這個實(shí)驗很大的影響。這個實(shí)驗的核心思想是讓人們質(zhì)疑經(jīng)歷的本質(zhì),并思考作為一個人的真正意義是什么。這個實(shí)驗的原型可以追溯至笛卡爾,由希拉里·普特南推廣。在笛卡爾的《第一哲學(xué)沉思錄》一書中,笛卡爾提出了是否證明能他所有的感官體驗都是他自己的,而不是由某個“邪惡魔鬼”所產(chǎn)生的幻想。笛卡爾用他的經(jīng)典名言“我思故我在”回答了這個問題。不幸的是,“缸中的大腦”將問題復(fù)雜化了,因為連著電極的大腦仍然可以思考。這個實(shí)驗被哲學(xué)家廣泛討論,也有許多針對實(shí)驗前提的反駁,但仍沒有人能有力的回應(yīng)其核心問題:你到底怎么才能知道什么是真實(shí)?
第四篇:物理學(xué)中十大著名的思想實(shí)驗
物理學(xué)中十大著名的思想實(shí)驗
在物理學(xué)中,有一類特殊的實(shí)驗:它們不需要購置昂貴的儀器,不需要大量的人力物力,需要的只是有邏輯的大腦;而這種實(shí)驗卻可以挑戰(zhàn)前人的結(jié)論,建立新的理論,甚至引發(fā)人們對世界認(rèn)識的重新思考。這種實(shí)驗就是傳說中的思想實(shí)驗。歷史上的許多偉大物理學(xué)家,都曾設(shè)計過發(fā)人深思的思想實(shí)驗,伽利略、牛頓、愛因斯坦便是其中的代表,這些思想實(shí)驗不僅對物理學(xué)的發(fā)展有著不可磨滅的作用,更是顛覆了人們對世界對宇宙的認(rèn)識。這篇文章將從易到難地介紹一下物理學(xué)歷史上的幾個著名思想實(shí)驗。
1.慣性原理
自從亞里士多德時代以來,人們一直以為力是運(yùn)動的原因,沒有力的作用物體的運(yùn)動都會靜止。直到伽利略提出了下面這一個家喻戶曉的思想實(shí)驗,人們才知道了慣性原理——一個不受任何外力(或者合外力為0)的物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動:
設(shè)想一個一個豎直放置的V字形光滑導(dǎo)軌,一個小球可以在上面無摩擦的滾動。讓小球從左端往下滾動,小球?qū)L到右邊的同樣高度。如果降低右側(cè)導(dǎo)軌的斜率,小球仍然將滾動到同樣高度,此時小球在水平方向上將滾得更遠(yuǎn)。斜率越小,則小球為了滾到相同高度就必須滾得越遠(yuǎn)。此時再設(shè)想右側(cè)導(dǎo)軌斜率不斷降低以至于降為水平,則根據(jù)前面的經(jīng)驗,如果無摩擦力阻礙,小球?qū)恢睗L動下去,保持勻速直線運(yùn)動。
在任何實(shí)際的實(shí)驗當(dāng)中,因為摩擦力總是無法忽略,所以任何真實(shí)的實(shí)驗都無法嚴(yán)格地證明慣性原理,這也正是古人沒有得出慣性原理的原因。然而思想實(shí)驗就可以做到,僅僅通過日常經(jīng)驗的延伸就可以讓任何一個理性的人相信慣性原理的正確性,這一最簡單的思想實(shí)驗足以體現(xiàn)出思想實(shí)驗的鋒芒!
2.兩個小球同時落地
仍是受亞里士多德的影響,伽利略之前的人們以為越重的物體下落越快,而越輕的物體下落越慢。伽利略在比薩斜塔上的著名實(shí)驗人盡皆知,可是很多人不知道的是,其實(shí)在這之前伽利略已經(jīng)通過一個思想實(shí)驗證明了兩個小球必須同時落地:
如果亞里士多德的論斷是對的話,那么不妨設(shè)想把一個重球和一個輕球綁在一起下落。由于重的落得快而輕的落得慢,輕球會拖拽住重球給它一個阻力讓它減速,因此倆球的下落速度應(yīng)該會介于重球和輕球下落速度之間。然而,如果把兩個球看成一個整體,則總重量大于重球,它應(yīng)當(dāng)下落得比重球單獨(dú)下落時更快的。于是這兩個推論之間自相矛盾,亞里士多德的論斷錯誤,兩個小球必須同時落地。有了上述思想實(shí)驗,實(shí)際上兩個小球同時落地就已經(jīng)不僅是一個物理上成立的定律了,而是在邏輯上就必須如此。在這個例子中,思想實(shí)驗起到了真實(shí)實(shí)驗無法達(dá)到的作用:即便在我們高中所學(xué)的牛頓引力理論不適用的情形,兩個小球同時落地依然是成立的!后面我會講到廣義相對論中的等效原理,這個思想實(shí)驗在邏輯上的必然成立是愛因斯坦總結(jié)出等效原理的關(guān)鍵因素。
3.牛頓的大炮
如圖,一門架在高山上的大炮以很高的速度向外水平地發(fā)射炮彈,炮彈速度越快,就會落到越遠(yuǎn)的地方。一旦速度足夠快,則炮彈就永遠(yuǎn)也不會落地,而是會繞著地球作周期性的運(yùn)動。
牛頓的這一簡單的思想實(shí)驗,第一次讓人們認(rèn)識到,原來月球不會掉到地上來(也不會飛走)的原因,正是導(dǎo)致蘋果落地的引力!牛頓的引力理論促成了人們認(rèn)識上的一個飛躍:天上的東西并不“神圣”,他們遵循的規(guī)律和地上的普通物體完全一致。
4.水桶實(shí)驗
用長繩吊一水桶,讓它旋轉(zhuǎn)至繩扭緊,然后將水注入,水與桶暫時都處于靜止中,這時顯然液面水平。再突然使桶反方向旋轉(zhuǎn),剛開始的時候水面并未跟隨著運(yùn)動,此時水面仍然水平。但是后來,桶逐漸把運(yùn)動傳遞給水,使水也開始旋轉(zhuǎn),就可以看到水漸漸離開其中心而沿桶壁上升形成凹面。運(yùn)動越快,水升的越高。倘若此時突然讓桶靜止,水由于慣性仍將旋轉(zhuǎn),此時的液面仍為凹面。牛頓認(rèn)為,水面的下凹,不是由水對周圍的相對運(yùn)動造成的,而是由水的絕對的、真正的圓周運(yùn)動造成的,因此由水面的下凹就可以判斷絕對運(yùn)動的存在。
這一思想實(shí)驗,是牛頓為了論證絕對空間的存在而設(shè)計出來的。然而,眾所周知,牛頓的絕對時空觀其實(shí)是錯誤的,也就是說這一思想實(shí)驗其實(shí)是個失敗的例子。這一謬誤,在100多年之后才被哲學(xué)家兼物理學(xué)家馬赫所指出。馬赫認(rèn)為,水面的凹陷,并不是由于水相對于“絕對空間”的運(yùn)動,而是由于相對宇宙間的所有其他物體的運(yùn)動,這些其他所有物體通過引力對水施加了作用。其中起決定性作用的物體則是遙遠(yuǎn)的天體,正是遙遠(yuǎn)的天體的“參考系拖拽”作用使得相對于它們旋轉(zhuǎn)的液面發(fā)生了凹陷。馬赫認(rèn)為并不存在絕對空間,所有參考系等價。倘若能夠使水面保持靜止,而讓所有遙遠(yuǎn)天體一同旋轉(zhuǎn),按照馬赫的觀點(diǎn),靜止水面將產(chǎn)生凹液面。我們顯然無法做這樣的實(shí)驗,但是如果用幾公里厚的水桶做上面的水桶實(shí)驗,則人們便不能肯定牛頓對液面的平凹的判斷了。后來,馬赫的觀點(diǎn)對愛因斯坦發(fā)明廣義相對論產(chǎn)生了決定性的影響,馬赫原理本身也隨著廣義相對論的逐漸證實(shí)而得到了廣泛認(rèn)可。
5.奧伯斯佯謬
在20世紀(jì)的宇宙大爆炸理論提出之前,人們對于宇宙的認(rèn)識是樸素的:宇宙無限大、存在的時間無限長、宇宙處于穩(wěn)恒態(tài)、宇宙中的星體分布在大尺度上均勻。然而那時的人們不知道的是,從這四條基本假設(shè)卻可以邏輯地推出與事實(shí)明顯相悖的結(jié)論——奧伯斯佯謬:
如果宇宙是穩(wěn)恒,無限大,時空平直的,其中均勻分布著同樣的發(fā)光體,由于發(fā)光體的照度與距離的平方成反比,而一定距離上球殼內(nèi)的發(fā)光體數(shù)目和距離的平方成正比,這樣就使得對全部發(fā)光體的照度的積分不收斂,黑夜的天空應(yīng)當(dāng)是無限亮的。
然而每天的黑夜總是如期降臨,天空并不是一直無限亮著。這就說明以前我們對宇宙的認(rèn)識存在問題。奧伯斯本人給出了一個解釋,他認(rèn)為宇宙中存在的塵埃、不發(fā)光的星體吸收了一部分光線。然而這個解釋是錯誤的,因為根據(jù)熱力學(xué)第一定律,能量必定守恒,故此中間的阻隔物會變熱而開始放出輻射,結(jié)果導(dǎo)致天上有均勻的輻射,溫度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诎l(fā)光體表面的溫度,也即天空和星體一樣亮,然而事實(shí)上沒有觀察到這種現(xiàn)象。直到宇宙大爆炸理論的提出,奧伯斯佯謬才迎刃而解。根據(jù)大爆炸理論,宇宙誕生于150億年前的一個大爆炸,到現(xiàn)在宇宙仍處在膨脹的過程當(dāng)中,因此,宇宙的存在時間便是有限的,并且并非處在穩(wěn)恒態(tài)。四條基本假設(shè)的兩條已經(jīng)不再成立,因此奧伯斯佯謬也自然被瓦解。
6.拉普拉斯妖
牛頓之后的時代,經(jīng)典力學(xué)在描述世界上產(chǎn)生了巨大的成功,人們逐漸的相信世界是可以用物理定律機(jī)械地描述的。比較極端地,拉普拉斯就相信機(jī)械決定論,認(rèn)為世間萬物(包括人類、社會)都逃不過確定的物理定律的掌控。
“我們可以把宇宙現(xiàn)在的狀態(tài)視為其過去果以及未來的因。如果一個智能知道某一刻所有自然運(yùn)動的力和所有自然構(gòu)成的物件的位置,假如他也能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,那宇宙里最大的物體到最小的粒子的運(yùn)動都會包含在一條簡單公式中。對于這智者來說沒有事物會是含糊的,而未來只會像過去般出現(xiàn)在他面前。”——拉普拉斯
拉普拉斯提到的“智能”,便是后人所稱的“拉普拉斯妖”。倘若拉普拉斯妖是存在的,那這個世界也太可怕了:你我的行為全部都可以通過計算得出,我們的命運(yùn)也全都被物理定律+初始條件嚴(yán)格的定出了,沒有什么會是計算之外的,那生活還有什么樂趣可言!幸運(yùn)的是,混沌理論和量子力學(xué)的發(fā)展,讓拉普拉斯妖永遠(yuǎn)也不可能存在了。量子力學(xué)告訴我們,物理量都是有不確定性的,不可能無誤差地精確測量。而混沌理論則表明,只要涉及3個及更多的物體,初始條件的極其微小的差別將導(dǎo)致最后結(jié)果的千差萬別。從另一個角度來說,拉普拉斯妖是基于經(jīng)典力學(xué)可逆過程的,然而真實(shí)的系統(tǒng)確實(shí)滿足熱力學(xué)第二定律(熵增原理)的不可逆過程。因此世界仍是充滿不確定性充滿了驚喜的,人也可以憑借自己的主觀努力去改變自己的命運(yùn)。
7.麥克斯韋妖
中學(xué)時我們都曾學(xué)過熱力學(xué)第二定律(熵增原理):孤立系統(tǒng)的不可逆過程熵總是在增加?!奥淙~永離,覆水難收;欲死灰之復(fù)燃,艱乎其力;愿破鏡之重圓,冀也無端;人生易老,返老還童只是幻想;生米煮成熟飯,無可挽回...”這些都是熵增原理在實(shí)際生活中的反應(yīng),它現(xiàn)在也已經(jīng)成為了物理學(xué)中最牢不可破的原理之一。然而當(dāng)年麥克斯韋卻曾提出過一個對熵增原理的詰難,非常令人困惑:
一個絕熱容器被分成相等的兩格,中間是由“麥克斯韋妖”控制的一扇小“門”,容器中的空氣分子作無規(guī)則熱運(yùn)動時會向門上撞擊,“門”可以選擇性的將速度較快的分子放入一格,而較慢的分子放入另一格,這樣,其中的一格就會比另外一格溫度高,系統(tǒng)的熵降低了??梢岳么藴夭?,驅(qū)動熱機(jī)做功,而這是與熱力學(xué)第二定律相矛盾的。
對于這個詰難的反駁,可并不是一件輕松的事情。有人可能以為麥克斯韋妖在打開、關(guān)閉門的時候需要消耗能量,這里產(chǎn)生的熵增會抵消掉系統(tǒng)熵的降低。然而開關(guān)門消耗的能量卻不是本質(zhì)的,它可以任意降低到足夠小。對于麥克斯韋妖的真正解釋,直到20世紀(jì)才被揭開。關(guān)于熵的問題向來比較難懂,因此我直接引用趙凱華先生在《新概念力學(xué)·熱學(xué)》中的話:“麥克斯韋妖有獲得和存儲分子運(yùn)動信息的能力,它靠信息來干預(yù)系統(tǒng),使它逆著自然界的方向進(jìn)行。按現(xiàn)代的觀點(diǎn),信息就是負(fù)熵,麥克斯韋妖將負(fù)熵輸入給系統(tǒng),降低了它的熵。那么,麥克斯韋妖怎樣才能獲得所需的信息呢?它必須有一個溫度與環(huán)境不同的微型光源去照亮分子,這就需要耗費(fèi)一定的能量,產(chǎn)生額外的熵。麥克斯韋妖正是以此為代價才獲得了所需的信息(即負(fù)熵)的,這額外熵的產(chǎn)生補(bǔ)償了系統(tǒng)里熵的減少??偲饋碚f,即使真有麥克斯韋妖存在,它的工作方式也不違反熱力學(xué)第二定律?!?/p>
8.雙生子佯謬
愛因斯坦的狹義相對論建立了全新的時空觀,對于當(dāng)時的人們來說難以接受。因此自從提出以來,狹義相對論就受到了各種詰難,其中最著名的當(dāng)屬雙生子佯謬。但是無論如何詰難,狹義相對論都可以很完美的給出解釋,所有的佯謬都被一一化解,研究這些佯謬可以更加深刻的理解狹義相對論的時空觀。在狹義相對論中,運(yùn)動的參考系時間會變緩,即所謂的動鐘變慢效應(yīng)。現(xiàn)在設(shè)想這樣一個情景:有一對雙胞胎A和B,A留在地球上,B乘坐接近光速的飛船向宇宙深處飛去。飛船在飛出一段距離之后掉頭往回飛,最終降落回地球,兩兄弟見面?,F(xiàn)在問題來了:A認(rèn)為B在運(yùn)動的時候時間變慢,B應(yīng)當(dāng)比A年輕;而同樣地,在B看來,是A一直在運(yùn)動,是A的時間變慢了,A應(yīng)當(dāng)比B年輕才是。那么兄弟倆究竟誰更年輕呢?狹義相對論是否自相矛盾了?
事實(shí)上,理解雙生子佯謬的關(guān)鍵,是要清楚A和B的地位并不對等:兩人中只有B經(jīng)歷了加速過程,B在飛船掉頭的時候不可避免的要經(jīng)歷一次加速。因此,只有A才是處在狹義相對論成立的慣性系當(dāng)中,只有A的看法是正確的:當(dāng)兄弟倆見面時,B比A更年輕。類似的效應(yīng)已經(jīng)被精密實(shí)驗所證實(shí)了。其實(shí)
只要用狹義相對論做詳盡的計算,也能夠從B的角度理解為什么B比A更年輕,但是這不得不做繁瑣的計算,這里就不給出了。至此我們可以放心地說,狹義相對論在這個問題上是沒有包含矛盾的。但是出去旅游一圈的雙胞胎兄弟居然回來就比較年輕了,這一點(diǎn)可是顛覆了大多數(shù)人的世界觀的...可是這是事實(shí),不信也得信呀!
9.等效原理
在中學(xué)里大家都學(xué)了質(zhì)量的概念,然而事實(shí)上是有兩種不同的質(zhì)量的:慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量。慣性質(zhì)量是F=ma中的m,它是慣性大小的量度;引力質(zhì)量是F=GMm/r^2中的m,它是引力大小的量度。之所以中學(xué)里并不對這二者進(jìn)行區(qū)分,是因為這二者精確地相等。這一事實(shí)并不是理所當(dāng)然的,而愛因斯坦正是通過這一神奇的事實(shí),歸納出了廣義相對論的一個基本假設(shè):等效原理。
設(shè)想一個處于自由空間(沒有引力作用)中的宇宙飛船,它以a=9.8m/s^2的加速度做加速直線運(yùn)動。倘若里面的人扔出一個小球,小球由于慣性,將以9.8m/s^2的加速度落地;而這正如一個處于引力場中的慣性系所表現(xiàn)的那樣。非慣性系中的慣性力正比于慣性質(zhì)量,而引力則正比于引力質(zhì)量。慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等這一事實(shí),導(dǎo)致了慣性力與引力這兩種效應(yīng)無法區(qū)分,這就是弱等效原理。愛因斯坦進(jìn)一步推廣,對于一切物理過程(不僅僅是力學(xué)過程),自由空間中的加速運(yùn)動參考系,與引力作用下的慣性系,這二者在原則上完全不可區(qū)分,這就是強(qiáng)等效原理。
“引力場中一切物體都具有同一的加速度,這條定律也可表述為慣性質(zhì)量同引力質(zhì)量相等,它當(dāng)時就使我認(rèn)識到它的全部重要性。我為它的存在感到極為驚奇,并且猜想其中必有一把可以更深入了解慣性和引力的鑰匙。”——愛因斯坦。
10.薛定諤的貓
薛定諤的貓恐怕是物理界最著名的一只虛構(gòu)小動物了,它是量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一——薛定諤為了說明量子力學(xué)并不完備而提出的:
把一只貓放進(jìn)一個封閉的盒子里,然后把這個盒子連接到一個包含一個放射性原子核和一個裝有有毒氣體的容器的實(shí)驗裝置。設(shè)想這個放射性原子核在一個小時內(nèi)有50%的可能性發(fā)生衰變。如果發(fā)生衰變,它將會發(fā)射出一個粒子,而發(fā)射出的這個粒子將會觸發(fā)這個實(shí)驗裝置,打開裝有毒氣的容器,從而殺死這只貓。根據(jù)量子力學(xué),未進(jìn)行觀察時,這個原子核處于已衰變和未衰變的疊加態(tài),貓則處在死和活的疊加態(tài),即“既死又活”(而不是很多人誤解的“半死不活”、“要么死要么活”)。但是,如果在一個小時后把盒子打開,實(shí)驗者只能看到“衰變的原子核和死貓”或者“未衰變的原子核和活貓”兩種情況。現(xiàn)在的問題是:這個系統(tǒng)從什么時候開始不再處于兩種不同狀態(tài)的疊加態(tài)而成為其中的一種?在打開盒子觀察以前,這只貓是死了還是活著抑或既死又活?這個實(shí)驗的原意是想說明,如果不能對波函數(shù)塌縮以及對這只貓所處的狀態(tài)給出一個合理解釋的話,量子力學(xué)本身是不完備的。
薛定諤的貓是物理學(xué)家的一個噩夢,它把微觀的量子力學(xué)效應(yīng)放大到了宏觀的日常生活,使得一切都變得十分詭異。對于薛定諤的貓的解釋,涉及到了多種對量子力學(xué)的深刻哲學(xué)理解,本文就不詳述了,如果你想搞清楚這只神奇的貓的命運(yùn),那么請到物理學(xué)院來學(xué)習(xí)吧!
后記:
思想實(shí)驗是物理學(xué)史上偉大的智慧結(jié)晶,回顧一番足以看出其中閃耀的智慧光芒。望這些思想實(shí)驗?zāi)軌蚪o讀者帶來對世界認(rèn)識的啟迪吧。