Мысленные эксперименты

Материал из Викитропов
(перенаправлено с «Демон Лапласа»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
Ник Арагуа знает толк в сабже.

Мысленные эксперименты — как гласит Википедия, вид познавательной деятельности, в которой ключевая для той или иной научной теории ситуация разыгрывается не в реальном эксперименте, а в воображении. Наиболее известны мысленные эксперименты в областях физики и философии, но бывают и в иных сферах.

Какое это имеет отношение к энциклопедии тропов? А такое, что известные мысленные эксперименты часто обыгрываются в разных произведениях, обычно в научном юморе, но и не только. Они там могут представать буквально и нередко с искажением смысла (но бывает и с правильным смыслом).

Ахиллес и черепаха

Самая известная из апорий древнегреческого философа Зенона. Как быстроногий Ахиллес может догнать черепаху, если сначала ему надо добежать до той точки, где она была изначально, затем до той точки, где она была в момент добегания до её первой точки, и так до бесконечности? Вывод «Ахиллес никогда не догонит черепаху» ошибочен потому, что ряд промежутков времени, за которые Ахиллес преодолевает расстояния, уже пройденные черепахой — сходящийся, и предел его легко вычисляем. Если бы ряд был несходящимся, Ахиллес не догнал бы черепаху. Матан!

  • На самом деле проблема не в сумме отрезков, а в то, что бег Ахиллеса за черепахой в данном случае оказывается бесконечной цепочкой событий, причём без последнего события. Трактовать это можно либо как указание на то, что пространство-время на самом деле дискретны, либо как экспериментальное подтверждение того, что такие цепочки событий всё же могут завершаться за конечное время (а именно в этом и заключается матан в подсчете пределов сходящихся рядов). Аналог последнего — это как если бы оказалось, что компьютерная программа может сама завершиться не только на последней команде, но и в том случае, когда понятия «последняя команда» в ней не предусмотрено вообще, потому что после любой команды есть следующая. Другое дело, что большая часть «философов» перевирающих пересказывающих Зенона, совсем не в курсе, про что его апории.

Примеры

  • Льюис Кэрролл, сочетающий в себе математика и сказочника, придумывал задачу «Что черепаха сказала Ахиллесу», как бы продолжающую эту историю.
  • Рассказ Филипа Дика О неутомимой лягушке. Двое физиков решают проверить апорию на практике с помощью уменьшающего луча…
  • Сборник рассказов «Ахиллес и черепаха» Ивана Матвеева об Ахиллесе и разумной говорящей черепахе, которые путешествуют по Древней Греции и другим местам-временам, общаясь с разными интересными существами на интересные темы.

Кот Шрёдингера

Мысленный эксперимент, предложенный физиком Шрёдингером (не беспокойтесь, он мысленный, и в процессе ни одного кота не пострадало). Кот сидит в закрытом ящике, в коем также находится некое устройство, которое отравит или не отравит кота в зависимости от того, распадётся или не распадётся атом. По принципу квантовой неопределённости, получается, что кот и жив, и мёртв, пока мы не заглянем в ящик. Цель эксперимента показать, что представления о квантовой механике неполны без некоторых уточнений, так что просьба не понимать буквально, что кот и жив, и мёртв — а ещё то, что нельзя безоговорочно смешивать макромир и микромир, и распространять на одно логику и механику другого. Однако, авторы простой фантастики могут понимать по-всякому.

Сейчас кот Шрёдингера стал одним из самых попсовых мысленных экспериментов, даже вошёл в поговорку — его поминают, когда непонятно, в каком состоянии что-либо находится.

Примеры

Литература

  • «Глубина» Подлесского — для путешествия через варп именуемый «глубиной» экипаж вводят в состояние кота Шрёдингера, и сам корабль тоже вводится в «призрачное» состояние. Но, иногда, что-то идёт не так, и иногда люди по выходу из квантового состояния оказываются мертвы, а не живы, а иногда остаются в призрачном состоянии.

Аниме и манга

  • Hellsing — оберштаммфюрер Гитлерюгенда с кошачьими ушами Шрёдингер, с отсылкой на этот эксперимент и на Чеширского Кота, который может появляться и исчезать и быть в двух местах одновременно.

Видеоигры

  • «Ведьмак 3: Дикая Охота» — в письме Гаэтану, которое может обнаружить Геральт, упоминается некий ведьмак Шредингер из Школы Кота, который то ли жив, то ли мертв.

Настольные игры

  • «Эра Водолея» — однажды некий студент додумался провести эксперимент Шредингера в реальности. Получившаяся кошка сбежала и шастает теперь по миру — не живая и не мёртвая, существующая одновременно в нескольких планах бытия и неуязвимая для чего угодно, включая эктоплазменную кислоту. Хорошо хоть вреда от котяры мало — максимум колбасу ворует.

Теорема о бесконечных обезьянах

Есть разные формулировки, суть в том, что если будет много обезьян (одна, миллиард или бесконечность) и много или бесконечно времени, и они будут без разбора долбить по клавишам печатных машинок, то есть вероятность, что рано или поздно они напишут все пьесы Шекспира (или что-то ещё). Впервые именно с обезьянами появляется в статье и книге математика Эмиля Бореля по теории вероятностей (там указывалось на то, что даже если миллион обезьян будут печатать по девять часов в день, вряд ли воспроизведут содержание всех библиотек мира). Один из аргументов сторонников не случайного появления материи и жизни (так же используется метафора с вихрем, который не может собрать из металлолома самолёт).

Похожие вещи, но без обезьян и машинок, были раньше.

Примеры

  • «Автостопом по Галактике»: герои видят бесконечно много обезьян, которые хотят обсудить с ними Гамлета, который у них получился.
  • «Бесконечная история»: в городе страны Фантазии, где собираются попаданцы, утерявшие прошлое, будущее, все здравые взаимосвязи и дар речи, и занимающиеся делами вроде наклеивания почтовых марок на пузыри, обезьянка-учёный придумала для жителей игру — подбрасывать буквы, и за тысячи лет что-то и сложится, а за бесконечное время и всё мыслимое.
  • Plague Inc — в новостной ленте может появится сообщение о том что барабаня по клавишам, обезьяны случайно напечатали «Войну и мир».
  • Сергей Лукьяненко, Глубина — Стрелок вспоминает историю про военный генератор паролей, который однажды выдал набор слов, составляющих осмысленную фразу, а заодно сказал, что пароли из слов используют только ламеры, чем сильно обидел сидящего рядом хакера Чингиза. Потому что тот поставил на архив пароль «Сорок тысяч обезьян в жопу сунули банан».
  • Анекдот про экспериментальную проверку: учёные посадили тысячу обезьян за компьютеры, чтобы выяснить, когда они напечатают «Войну и мир». Всё пошло слишком так: к обеду обезьяны уже рубились в кваку по сетке, а к вечеру скачали «Войну и мир» из библиотеки Мошкова.

Аналогичное

  • В «Путешествиях Гулливера» была машина, выдающая случайные сочетания всех существующих слов. Осмысленные предложения записывались, чтобы впоследствии быть включёнными в «полный компендий всех наук и искусств».
  • В «Вавилонской библиотеке» Хорхе Луиса Борхеса этот вопрос рассмотрен от времён Аристотеля, и описана библиотека, в которой есть всё, что только может быть написано.

Философский зомби

Штука столь интересная и животрепещущая для философской фантастики, что удостоилась отдельной статьи.

Демон Максвелла

Существо или устройство, которое избирательно открывает и закрывает микроскопическую перегородку между двумя сосудами, в один сосуд пуская только «тёплые» быстрые молекулы, в другой — только «холодные» медленные. Тогда один сосуд нагреется, а другой охладится без дополнительного подвода энергии, что значит понижение энтропии для системы двух сосудов, что противоречит термодинамическому принципу неубывания энтропии в замкнутых системах. Может объясняться затратами энергии самого демона Максвелла. все-таки не так — объясняется принципом неопределенности Гейзенберга — невозможностью одновременно с достаточной точностью замерить скорость и положение частицы. Если точно известно, что молекула находится у дверцы, которую открывает и закрывает демон, то он не может определить, горячая она или холодная.

Примеры

Демон Лапласа

Существо, способное воспринять информацию обо всех частицах Вселенной. Вопрос в том, сможет ли оно на этих данных вычислить всю дальнейшую и предшествующую историю Вселенной. Сейчас считается, что не сможет.

Примеры

  • Шуточная история из проекта «Антифакт» о том, как физик Планк никак не мог прибить планку, обращался за этим к разным физикам и в конце концов провёл ритуал вызова всеведающего демона Лапласа.
  • Fallout 4: робот П.А.М. — попытка воплотить демона Лапласа в металле, не в масштабе оригинала, конечно. Она собирает данные обо всём в Содружестве с помощью разведывательной сети Подземки и на основании собранных сведений предсказывает будущее с помощью хитроумных алгоритмов.
  • Rozen Maiden: арбитром в Игре Алисы является разумный антропоморфный кролик во фраке по имени Демон Лапласа.

Мышь Эйнштейна

Эйнштейн сказал, что если квантовая физика верна, то мышь может изменить мир, просто посмотрев на него.

При этом говорят, что «мышь Эйнштейна съедена котом Шрёдингера»: абсурдность эксперимента с котом Шрёдингера показывает ограниченную применимость квантовой физики к макроскопическим объектам. Аргумент Эйнштейна о мыши был нападкой на квантовую физику как таковую с точки зрения макроскопического здравого смысла; Шрёдингер показал, что подходить с этой логикой к квантовому миру, а с квантовой логикой к макроскопическому миру нельзя, а значит, нападка недействительна.

Примеры

  • «Домой, на Землю» Гарри Гаррисона — американские астронавты, проводившие высадку на Луну и потерявшие в этой миссии товарища, возвращаются на Землю — а там всё ещё идёт Вторая мировая война (год на календаре 1971), и США её с треском проигрывают. Эйнштейн (который в этой линии истории ещё жив) объясняет изменение мира тем, что астронавты ненадолго потеряли его из виду.

Китайская комната

Эксперимент на тему наличия сознания у искусственного интеллекта: комната, в которой сидит человек, не знающий ни одного китайского иероглифа, но обладающий инструкцией, позволяющей по заданному (на просунутом в щёлочку листе бумаги) вопросе на китайском дать на него правильный ответ.

По-видимому, показывает границы применимости теста Тьюринга. или — то, что понятие «сознание» определено нечётко

Примеры

  • В игре The Turing Test главная героиня не только обсуждает с ИскИном китайскую комнату, но и находит её в одной из секреток.
  • В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса проблема китайской комнаты — одна из основных тем романа. Посетившие Солнечную систему инопланетяне именно таким образом реагируют на попытки вступить в контакт, ретранслируя человеческие же передачи, но совершенно без осознания. Как выясняется впоследствии, они в принципе не обладают сознанием в человеческом понимании — оно вообще исчезающе редко и нерационально для разумных существ.
  • Zero Escape: Virtue's Last Reward — В игре упоминается Китайская комната по отношению к Луне, которая тайно является роботом-Големом.

Мозг Больцмана

Этот мысленный эксперимент похож на теорему о бесконечных обезьянах. Если подождать достаточно долго, то с ненулевой вероятностью где-то во Вселенной случайно соберется из элементарных частиц по воле флуктуаций живой человеческий мозг, да еще и с воспоминаниями о том, как он жил на Земле в человеческом теле. В расширенном смысле — не конкретно живой человеческий мозг, а вообще любая разумная мыслящая структура, собравшаяся случайно. В современной космологии этот мысленный эксперимент предлагается как критерий для проверки теорий об устройстве Вселенной: что, согласно теории, более вероятно, появление разумного существа путем эволюции или его самосбор из флуктуаций? Однако, пока ни в одной существующей теории недостаточно данных, чтобы ответить на этот вопрос.

Вымышленные примеры

  • Н. Стивенсон, «Анафем». Монахи-учёные из мира Арб — мастера подобного!
    • Муха, летучая мышь и червяк. Муха видит объекты, летучая мышь воспринимает эхолокацией, червяк чувствует вибрацию почвы. Как они объяснили бы друг другу реальный образ предмета в разных условиях? Задача иллюстрирует согласование элементов человеческого сознания.
    • Ленивый странник. Бродячий монах-учёный хочет посетить максимальное количество обителей. Как ему это сделать? Задача используется для объяснения принципов ИИ.
    • Розовый пукающий дракон. Контраргумент на чье-либо волнение. «Почему ты боишься этого, а не розового пукающего дракона?». Собеседник приводит аргументы, почему появление такого существа маловероятно. В конечном итоге оказывается, что и реальная проблема не так уж страшна.
  • Twin Mirror — главный герой мастерски просчитывает в голове различные варианты развития событий, вычисляя все их последствия и выбирая оптимальный. При этом заслуженно имеет репутацию махрового социопата.
Источник — https://wikitropes.ru/w/index.php?title=Мысленные_эксперименты&oldid=375613#Демон_Лапласа