NV Преміум

Кіт Шредінгера відпочиває. 7 уявних експериментів, які не дадуть вам заснути вночі

Наукпоп

11 лютого 2023, 08:02

Уявні експерименти є дуже важливим інструментом для візуалізації та розуміння певної проблеми. Якщо максимально спростити, то це аналіз певної ситуації, яку насправді відтворити неможливо.

Їх використовують, щоб вивчити проблему з різних перспектив, при цьому максимально її спростивши, зробивши зрозумілою ширшій аудиторії.

Одним із найвідоміших уявних експериментів є кіт Шредингера.

Уявіть собі коробку, в якій міститься кіт, радіоактивний елемент і колба з кислотою. Якщо радіоактивний елемент розпадеться, колба з кислотою розіб'ється, що призведе до смерті кота. Однак ніхто, включно з котом, не може на це вплинути. Таким чином, з точки зору спостерігача, кіт одночасно і живий, і мертвий — а точно це дізнатися ми можемо тільки відкривши коробку і подивившись усередину.

Це абсурдний з точки зору реального світу уявний експеримент, який у загальних рисах пояснює квантову суперпозицію — грубо кажучи, всі можливі стани, у яких можуть перебувати елементарні частинки. Головна проблема квантової суперпозиції в тому, що частинки поводяться непередбачувано, і ми ніяк не можемо на них вплинути ні до вимірювання, ні після. Саме тому кіт знаходиться у «коробці», а ми не можемо побачити, живий він, чи мертвий.

Квантова фізика — це складно і дуже незрозуміло, проте уявний експеримент дозволяє нам спростити цю конкретну проблему та зробити її більш зрозумілою. До речі, більше про квантову суперпозицію ви можете почитати тут.

Цим і цікаві уявні експерименти. Вони дозволяють досліджувати складні ситуації, поміщаючи їх у простий та зрозумілий контекст. NV зібрав кілька прикладів цікавий уявних експериментів, які поставлять перед вами цікаві питання, які ви потім можете обговорити у захопливих дискусіях з друзями.

Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень

Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою

Перший місяць 1 ₴. Відмовитися від передплати можна у будь-який момент

І так, наші пояснення не є абсолютом. Жодні відповіді на ці питання не можуть бути на 100% правильними, а ви самі можете доповнювати ці експерименти своїми умовами.

Завіса невігластва

Цей експеримент створив американський філософ Джон Роулз у 1971 році.

Уявіть, що вам та вашим друзям треба створити нове суспільство. Усі ваші ідеї будуть втілені — все, що вам потрібно, це розробити їх. Проте ви не знаєте, яку роль ви відіграватимете у цьому суспільстві майбутнього. Ви не знаєте нічого: раса, рівень доходу, ваші навички, рівень інтелекту, особисті та релігійні уподобання — вам не буде відомо нічого.

Отже, ви створюєте це суспільство та його правило, а потім опиняєтесь у ньому у ролі абсолютно рандомної людини.

Питання: Яке суспільство ви б створили? Та чим би керувались при розробці концепції свого суспільства?

Основна ідея експерименту — це розробити справедливу систему, що дозволить створити суспільство на основі моральних міркувань, а не власних інтересів. Не знаючи, яка роль нам дістанеться у цьому суспільстві майбутнього, більшість людей спробує піти шляхом розбудови справедливого суспільства з рівними правами та свободами, оскільки ми не можемо забезпечити собі «режим Бога». Проте, безумовно, будуть люди, які готові ризикнути та створити менш рівноправне суспільство у сподіваннях отримати більш привілейоване положення.

Це водночас ставить питання і про поточний стан нашого суспільства. Чому ми живемо саме так, як живемо? Чому власні інтереси часто є непереборною перепоною на шляху до розбудови справедливого суспільства?

Часто дослідники наводять приклад із рабством — якщо рабовласників поставити на місце раба, то після цього їм, напевне, ідея рабства вже не здавалася б такою вдалою. Отже, якби люди частіше замислювались над тим, що саме вони можуть стати найменш привілейованим членом суспільства, то в теорії людство активніше б розробляло більш рівноправне суспільство з відкритими соціальними ліфтами та можливостями для всіх.

Демон Дарвіна

Цю концепцію створили Чарльз Дарвін і Альфред Рассел Воллес, щоб пояснити процес природного відбору.

Уявний експеримент «створює» гіпотетичну істоту, яка може використовувати усі прийоми для пристосування одночасно та існував би, якби еволюція видів на Землі не була б обмежена нічим. Ц Вони можуть перенести арктичні холоди і одночасно виживати у пекельній спеці; ці істоти могли б пристосуватися до життя як на поверхні планети, так і на дні Маріанського жолоба. Словом, для них немає ніяких лімітів.

Цей вид міг би розмножуватись постійно, створюючи нескінченну кількість нащадків, які швидко б захопили усю планету — адже ніщо не заважає їм розмножуватись.

Питання: чи могли б ми зупинити розвиток цього виду, якби він загрожував існуванню людства?

На щастя, такого виду не існує — усі організми мають певні ліміти та обмежені можливості. Демон Дарвіна є ілюстрацією того, як працює природний відбір.

Усім видам, що існують на Землі, доводиться іти на певні компроміси, щоб адаптуватися до навколишнього середовища. Тобто, організми з певними ознаками мають більше шансів вижити у певному середовищі, ніж ті, що їх не мають. Так ми можемо краще зрозуміти еволюцію видів та характеристики, які дозволяють їм пристосуватися до одних умов і унеможливлюють цей процес в інших.

Проблема вагонетки

Один із найбільш популярних уявних експериментів, у якого є багато варіантів, які впливають на кінцеве рішення людей, які приймають рішення.

Ви бачите вагонетку, яка втратила керування. Попереду на колії прив’язані п’ять людей, які не можуть втекти — рано чи пізно вагонетка переїде та вб'є їх. Ви стоїте біля стрілки, яку можете переключити — проте на іншій колії прив’язана одна людина, яка також не може нічого зробити. Перед вами стоїть вибір — не робити нічого (тоді вагонетка вб'є п’ятьох) і переключити стрілку (тоді помре одна людина).

Питання: Який вибір тут правильний? Та чи є тут взагалі правильний вибір?

Якщо підходити максимально раціонально до вирішення цієї задачі, то очевидним є те, що п’ятеро людей — це більше, ніж одна. А тому ми маємо направити вагонетку так, щоб врятувати більшу кількість життів. Проте це так не працює, адже у нас немає об'єктивної можливості оцінити цінність життя людей. Що робити, наприклад, якщо серед цих п’яти людей лежатиме Путін?

В цій ситуації вже закладена несправедливість для спостерігача, оскільки у будь-якому випадку будуть загиблі. Якщо ви переключаєте стрілку, ви берете безпосередню участь у цій несправедливості та стаєте причетним до смерті цієї людини; у випадку бездіяльності ви ніби як залишаєтесь в стороні, а відповідальних нема. Хоча з іншого боку навіть сам факт існування такої ситуації створює обов’язок приймати рішення та діяти для спостерігача — адже біля стрілки знаходиться лише він.

Ще більш важким вибір зробила американська філософиня Джудіт Джарвіс Томсон. Вона поставила спостерігача у ще більш проактивну позицію — вагонетка мчить на п’ятьох людей, а ви стоїте на мосту. Водночас біля вас перебуває дуже велика людина, а єдина можливість зупинити вагонетку — скинути цю людину з мосту на колію. Людина помре, проте п’ятеро житимуть.

Такий експеримент ставить спостерігача перед ще складнішою моральною дилемою, адже, щоб врятувати людей, потрібно фактично вбити іншу людину своїми руками. Через це багато людей, які погоджують переключити стрілку у першому варіанті, категорично не погоджуються з твердженням о необхідності скинути людину у варіанті номер два.

Буриданів віслюк

Уявіть віслюка, який стоїть між ідентичними тюками сіна. Він завжди обирає найбільш раціональну опцію — у випадку з сіном, йому більше сподобається більший тюк або той, який перебуває ближче. Проте у нашій ситуації тюки повністю однакові, розташовані рівновіддаленно від віслюка. Тобто, жоден з варіантів не є привабливішим за інший.

Корені цього експерименту сягають часів Античності, коли грецький філософ Аристотель заявив, що, зіткнувшись з проблемою вибору між рівноцінними речами або подіями людина може довго вагатися і не визначитися зі своїм вибором. Цю ідею розвинув французький філософ Жан Буридан, додавши для наочності приклад з віслюком, який і став популярним.

Питання: як віслюку обрати сіно?

Оскільки обидва тюки розташовані на однаковій відстані, а також у них однакова кількість сіна однакової якості, віслюк не може обрати, у яку сторону йому піти, щоб поїсти. Тобто, якщо дивитися на цю проблему виключно з раціональної точки зору, віслюк помре, адже він так і не вирішить це завдання через рівність двох варіантів. Якщо ж віслюк таки обирає якийсь тюк, то виходить, що на його рішення вплинули не лише об'єктивні фактори, що суперечить умовам задачі.

Машина досвіду

Уявіть, що вчені створили систему, яка може імітувати приємні враження протягом усього вашого життя. Ба більше, ви самі можете придумати та запрограмувати, що саме ви хочете відчувати. Ця симуляція є надреалістичною, її фактично неможливо відрізнити від реальності. І так, жодних побічних ефектів.

Питання: чому нам НЕ потрібно заходити в симуляцію?

Американський філософ Роберт Нозік, який є автором цього уявного експерименту, вважає, що більшість людей відмовились би від такої симуляції.

Експеримент ставить питання щодо філософії гедонізму — на що люди готові заради власного задоволення? На думку Нозіка, багатьом людям важливо відчувати реальність, вони цінують свій прожитий досвід та хочуть дійсно робити щось, а не просто відчувати задоволення. До того ж, багатьом людям задоволення приносить не результат, а процес, який йому передує.

Але тут є й контраргументи. Якщо припустити існування паралельних реальностей, а ця система здатна нас відправити саме в ту, де ми постійно відчуваємо задоволення, то хто сказав, що ті відчуття не будуть реальними?

До того ж, якщо підійти до питання з точки зору англійського філософа Джеремі Бентама, основоположника утилітаризму, то перед нами стоїть вибір між добром (задоволення) і злом (біль). З цієї точки зору вибір в сторону системи є очевидним.

Парадокс телепортації

Далеке майбутнє. Людство вже освоїло Сонячну систему, а подорож із Землі на Марс взагалі відбувається за допомогою телепорту. Це спеціальний інструмент, який спочатку присипляє вас, розщеплює на атоми, копіює усю інформацію з вашого мозку — від спогадів та моделей поведінки до звичок та відчуттів — і передає її на Марс.

Питання: з телепорту вийдете ви чи ваша копія, а ви вже будете мертві?

Фактично, з телепорту виходить людина, яка має увесь той самий набір якостей, що і «оригінал». Проте чи правильно стверджувати, що це — ви? Так, ця людина пам’ятає ваших друзів, думає так само, як ви, так само вправно розуміється в комп’ютерах. Проте вона ніколи не бачила їх та не розбирала ваш комп’ютер.

З іншого боку, якщо ця людина буквально відтворює усе, що робили ви і у подальшому житті робить саме те, що робили б ви, можна стверджувати, що це і є ви. Адже цієї людиною керують ваші думки відчуття та пориви.

Кімната Марії

Марія живе у чорно-білій кімнаті, читає чорно-білі книги та використовує екрани, які відображають лише чорно-білі зображення. Марія знає все, що можна дізнатися про те, як люди бачать кольори, проте за все своє життя вона бачила лише чорне та біле. Одного разу екран її комп’ютера ламається — і вона бачить червоний колір.

Фактично, Марія знала, що таке червоний колір, як хвилі світла різної довжини стимулюють сітківку ока, а електричні сигнали, які утворюються внаслідок цього, доходять до оптичного нерву мозгу і підказують, що він бачить саме червоний колір.

З цього і виникає питання: чи дізналася Марія щось нове, коли побачила новий колір?

Цей уявний експеримент описує термін доказ знання — нефізичні властивості та знання, які можна осягнути лише через свідомий досвід, тобто, переживши їх. Для більшості людей здається очевидним факт, що лише побачивши червоний колір Марія зможе сказати «так, це червоний колір». Тобто, виходить, що у нашого зору є певні властивості, які виходять за рамки фізичних описів.

З іншої сторони, можна сказати, що достатній рівень знань Марії (нагадуємо, що вона знає буквально все про кольори) дозволив би їй «відтворити» червоний колір. У такому випадку виходить, що екран не показав би їй нічого нового. Чи це так?

І це можна сказати не тільки про кольори та зір, але й про будь-який інший свідомий досвід. Ефект від триденного голодування, сильного сп’яніння чи втоми після проходження 100 кілометрів за кілька днів — чи можемо ми описати ці відчуття, не переживши їх, але знаючи досконало науку, яка їх пояснює? Якщо ми знаємо, як працює мозок, чи можемо ми сказати, що знаємо певну людину? І, головне, чи можна сказати, як це — бути цією людиною?

Такі непередавані суб'єктивні відчуття, які неможливо описати чи виміряти, називають кваліа. Вчені, які вивчають розвиток штучного інтелекту, активно вивчають в тому числі і кваліа, оскільки ШІ, яким би досконалим він не був, все одно не зможе відчувати певні психічні стани, як от закоханність чи нудьга. З цього випливає, що свідомий штучний інтелект неможливо створити, просто замітувавши усі можливі відчуття, які може відчувати людина — адже усі ми по-своєму переживаємо різні стани.

Цей експеримент унікальний ще й тим, що філософ Френк Джексон, який його запропонував, з часом змінив свою думку щодо його вирішення. Спочатку він переконував, що Марія дійсно могла побачити щось нове, коли екран показав їй червоний колір. Проте пізніше він стверджував, навіть коли Марія побачила червоний колір, це все одно відповідало певним фізичним актам у мозку, які можна виміряти. Тобто, кваліа у цьому випадку не грають ролі — адже червоний колір буде червоним для всіх.

Суперечки тривають і досі. Що ж ми знаємо насправді, чи можна відтворити наші відчуття за допомогою пояснень та алгоритмів і чи дізнається Марія щось нове, побачивши червоний колір, якщо до цього вона знала про кольори буквально все? Чи існують якісь обмеження щодо того, що ми можемо знати, проте не можемо відчути?

Якщо так, то виходить, що у Всесвіті точно є загадки, які ми ніколи не зможемо пояснити.

Інші новини

Всі новини