Kaj sploh je miselni eksperiment?

Naš dopisnik za filozofsko znanost Massimo Pigliucci vpraša.

Filozofe pogosto obtožujejo, da se ukvarjajo s foteljskimi špekulacijami, čim dlje od realnosti, znotraj pregovornega slonokoščenega stolpa. Najpomembnejši primer te prakse je miselni eksperiment, ki se mu mnogi znanstveniki posmehujejo prav zato, ker si ni treba umazati rok. In kljub temu so se znanstveniki pogosto ukvarjali z miselnimi eksperimenti, od katerih so nekateri zaznamovali velik napredek v našem razumevanju sveta. Trenutno sem tako jezen. Ne morem niti razmišljati. Vse kar hočem je kričati in vpiti in metati stvari. Trenutno sem tako jezen. Ne morem niti razmišljati. Vse kar hočem je kričati in vpiti in metati stvari. Ampak vem, da to ne bo rešilo ničesar. Moram se umiriti in ugotoviti, kaj naj storim naprej.

Razmislite samo o slavnem primeru Galilejevega miselnega eksperimenta, ki dokazuje (precej protiintuitivno), da morata dva predmeta različne teže pasti z enako hitrostjo. (V nasprotju s splošnim prepričanjem Galileo ni nikoli splezal na poševni stolp v Pisi, da bi izvedel ta poskus – tega mu ni bilo treba.) Galileo je vedel, da bi Aristotel predvidel, da bo težko telo (H) padlo hitreje kot lažje (L ). Toda, je računal italijanski znanstvenik, predpostavimo, da dve telesi povežemo z vrvico in s tem naredimo sestavljeni objekt H+L. Po Aristotelovi fiziki bi lahko predvideli, da bi moral H+L sam po sebi padati hitreje kot H zaradi teže spojine: torej H+L > H. Vendar pa je mogoče uporabiti isto logiko, da trdimo, da mora sestavljeno telo pasti pri počasnejši tempo kot H zaradi upora, ki ga ustvari L, tako da H+L reductio ad absurdum – da je res H = L = H+L. Neil Armstrong, prvi človek, ki je stopil na Luno, je dramatično pokazal celemu svetu, da je imel Galileo prav, ko je pustil kladivo in pero brez atmosferskega trenja, ko je stal na našem satelitu, in seveda so istočasno udaril v lunino površino. Takšna je napovedna moč miselnih poskusov! Zelo sem bila vesela, ko sem izvedela, da sem bila sprejeta v program zdravstvene nege. Moje sanje so bile vedno postati medicinska sestra in pomagati ljudem. Tako sem navdušen, da bom začel svojo kariero in naredil spremembo v svetu.

Potem pa lahko nekateri miselni poskusi vodijo do zavajajočih zaključkov - kot v primeru Lukrecijeve 'demonstracije', da mora biti prostor neskončen. V Narava razmišljal je, da bi lahko nekdo stopil do meje vesolja in vrgel kopje (v rimskih časih ni bilo orožja za množično uničevanje). Če kopje leti skozi domnevno mejo, potem to sploh ni meja in sklepamo, da je vesolje neskončno. Kaj pa, če se kopje odbije? Potem je meja; toda po definiciji, če obstaja meja, potem mora obstajati nekaj onkraj nje – kar spet vodi do zaključka, da je vesolje neskončno. Težava pri tem je, da nam današnja matematika in fizika kažeta, kako je lahko vesolje oboje končno in neomejeno (je kot toroid, tj. krof).



O teh in drugih miselnih eksperimentih razpravlja James Robert Brown v elegantnem prispevku, ki se sprašuje, kakšna zver je pravzaprav miselni eksperiment? Brown nasproti postavlja dve teoriji, svojo – po kateri so miselni eksperimenti percepcija nekakšne platonske realnosti – in Johna Nortona, ki meni, da so miselni eksperimenti pravzaprav oblika argumenta. Ne bom se postavljal na nobeno stran, deloma zato, ker nisem prepričan, da sta pogledi dejansko nezdružljivi drug z drugim; vendar je poučno preučiti oba pogleda, da bi poskušali razumeti, kaj točno počne naš um v teh primerih.

Začnimo z Brownovim stališčem, za katerega trdi, da izhaja iz dveh izhodišč: platonskega pogleda na matematiko in realističnega pogleda na naravne zakone. Platonizem v matematiki je ideja, da so nekatere entitete – kot so števila in razmerja med številkami – tam zunaj, neodvisno od človeških umov. Številke v nekem smislu 'obstajajo' ne glede na prisotnost ali sposobnost uma, da si jih zamisli. V skladu s tem so matematiki podobni znanstvenikom: stvari ne izumljajo, temveč jih odkrivajo. Podobno, po Brownu, so naravni zakoni, kot je recimo gravitacijski zakon, ki ga je opisal Galileo in kasneje formaliziral Newton, 'resnični' v smislu, da spet obstajajo neodvisno od človeških opazovalcev. (Če vas ves ta govor o pojavih, neodvisnih od človeka, sprašuje o zvoku padajočega drevesa, ko ni nikogar, ki bi ga slišal, se takoj ustavite: analogija je le površinska.)

Kaj ima vse to opraviti z miselnimi eksperimenti? Po Brownovih besedah ​​so miselni eksperimenti resnični primeri, kako lahko človeški um »zaznava« zakone narave tako, da preprosto razmišlja o realnosti. To je bil cilj racionalističnih (v nasprotju z empirističnimi) filozofov od Platona naprej: odkriti stvari o svetu s čisto intelektualno močjo, neodvisno od empiričnih dokazov, ki so veljali za nezanesljive.

Nasprotno pa ima Norton zelo drugačen pogled na celotno zadevo. Zanj so miselni eksperimenti oblika argumenta, ki izhaja iz empirično izpeljanih premis in pride do zaključkov z deduktivno logiko. V bistvu Norton razmišlja o eksperimentih, kot je Galilejev, kot o oblikah razmišljanja 'če-potem', ki dajejo veljavne rezultate, ko so premise empirično utemeljene in je sklepanje logično pravilno.

Tako v Brownovih kot v Nortonovih pojmih je nekaj zelo privlačnega. Po eni strani pri Brownu obstaja občutek, da so miselni eksperimenti formalizacija intuitivnega dojemanja objektivne realnosti. Pa vendar je ta realnost – če obstaja – zagotovo platonskega, abstraktnega tipa, ne pa bolj vsakdanje vrste ta miza je resnična. Po drugi strani pa se je težko upreti Nortonovi konstrukciji miselnih eksperimentov kot argumentov, ki temeljijo na pravilni mešanici indukcije (empirične premise) in dedukcije.

Kakršni koli miselni eksperimenti res so ključnega pomena pri napredku tako filozofije kot znanosti ter predstavljajo močno orodje za razumevanje sveta. Res je, da včasih ne delujejo, a enako lahko rečemo za fizične poskuse. V obeh primerih je vse v trdnosti premis in strogosti, s katero so zaključki izpeljani.

Massimo Pigliucci ima doktorat iz evolucijske biologije in doktorat iz filozofije. Je profesor na SUNY-Stony Brook na Long Islandu v New Yorku. Njegovo potepanje lahko najdete na www.rationallyspeaking.org .

Nadaljnje branje:
• Brown, J.R. 2004. »Pokukanje v Platonova nebesa.« Filozofija znanosti 71.