思维模型04 思想实验

📌 定义

思想实验是指“用来探究事物本质的想象工具”，包括哲学和物理学在内的许多学科都会利用思想实验来探究未知的领域。思想实验可以开辟调查和探索的新途径，它的强大之处就在于它能帮助我们从过去的错误中汲取教训，避免重蹈覆辙；可以帮助我们挑战不可能，评估行为的潜在后果，重新审视历史，以便做出更好的决策；还能帮助我们找到自己真正想要实现的目标，以及实现目标的最佳路径。

📌 在现实生活中的应用

• 想象物理上的不可能：思想实验可以帮助我们实现现实生活中做不到的事情，比如爱因斯坦就十分擅长思想实验，通过思想实验在自己的头脑中运用逻辑进行现实生活中很难或者根本不可能完成的测试，用直觉和逻辑来解决物理上无法证明的问题。爱因斯坦的一个著名思想实验与电梯有关。想象你此刻身处封闭的电梯里，双脚粘在地板上。在没有其他信息的情况下，你能否分辨出电梯是位于外太空，有一根绳子加速向上拉动电梯，还是位于地球上，被重力向下拉动？通过思想实验，爱因斯坦得出结论：你分辨不出来。正是这一思想实验促成了爱因斯坦的第二大理论——广义相对论（也就是他的万有引力理论）的形成。我还想到一个例子，便是薛定谔的猫，这是量子力学中一个著名的思想实验。在这个实验中，一只猫被放置在密封的盒子内，与一个装有毒药的装置相连，该装置有一定的概率在一段时间内被量子事件触发。根据量子力学的哥本哈根解释，在未观察之前，猫被认为既处于活着也处于死亡的状态。这个思想实验帮助说明了量子叠加的概念以及观测者对于量子系统状态的影响问题。
• 重新想象历史：思想实验的一个常见用法就是重新想象历史，比如在历史学中，讨论“如果……会怎样？”的问题是一个常见的思想实验。例如，“如果罗马帝国没有衰落，现代世界会是什么样子？” 这种思考可以帮助我们了解某些历史事件的影响，虽然不能提供实际的历史路径，但能让我们理解历史变迁对现代社会和文化的重要性。这些方法被称为历史反事实和半事实。如果发生的是Y而不是X，结果会如何？结果还会跟原来一样吗？虽然反事实和半事实非常流行，也很实用，但我们在该领域进行思想实验时必须小心谨慎，如履薄冰。为什么呢？因为历史是一个混沌系统，初始条件的小小变化就将导致未来出现迥然不同的结果。因此，如果我们想要得出真正有用的结论，科学方法的严谨性必不可少。
• 凭直觉想象并不直观的事物：思想实验的另一个用途是提高我们凭直觉想象非直观事物的能力。换句话说，我们可以通过有意识地在头脑中进行思想实验来验证直觉的正误。一个典型例子就是哲学家约翰·罗尔斯在《正义论》中提出的“无知之幕”，即为了找出最公平公正的社会构建方式，他提出社会设计者应当躲在“无知之幕”背后进行操作。这意味着，在他们即将创造出的社会中，他们也不知道自己会扮演何种角色。倘若他们对自己未来的经济地位、种族背景、兴趣才能甚至性别都一无所知，他们就必须建立一个尽可能公平的社会结构，以保障自己未来的境遇。在“无知之幕”的思想实验中，我们最初对于何为公平的直觉可能会受到挑战。面对如何最优地组织社会这一问题，我们只是宽泛地认为社会应当是公平的。但公平到底意味着什么呢？我们可以使用这个思想实验来测试不同规则和结构可能导致的最终结果，从而得出一个最公平的组合。另外一个例子，就是物理学上的麦克斯韦妖思想实验，这个是由19世纪物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出的，用于挑战第二定律热力学，该定律声称封闭系统的熵（无序度）总是增加。麦克斯韦想象了一种能区分快速分子和慢速分子并分开它们的虚构生物，从而在没有能量输入的情况下创造出温度差。这看似违反了第二定律，但最终的讨论引出了信息理论和观测过程在物理系统中作用的理解，增进了人们对物理界限的认识。

📌 思想实验的步骤

1. 提出问题：思想实验的第一步是提出一个问题，比如“谁会在篮球比赛中获胜？”。
2. 进行背景研究：在提出问题后，需要进行背景研究，了解相关背景资料。
3. 构造假说：基于背景研究的结果，可以构造一个假说，比如“詹姆斯会大获全胜”。
4. 通过（思想）实验进行测试：构造好假说后，可以通过思想实验进行测试，验证假说的正确性。
5. 分析结果并得出结论：根据思想实验的结果，可以分析出可能的结果，并得出结论。
6. 与假说相对比并相应进行调整（提出新的问题等等）：最后，需要与假说相对比，并根据结果进行相应的调整。

📌 在决策中的应用

• 思想实验的主要价值在于，它能帮助我们实现现实生活中做不到的事情，因此，相比物理检验和检测，思想实验有助于我们从更多的角度探索问题。
• 思想实验可以告诉你已知信息的边界，以及你应该尝试的范围。为了改进我们的决策，提高成功的概率，我们必须积极探索自己能想到的一切可能。思想实验不是做白日梦，它既需要严谨的态度，又需要不懈的努力。你使用思想实验的次数越多，你就越了解实际的因果关系，也越明白真正可以达到的目标。