Experimento mental

El gato de Schrödinger (1935) presenta un gato que está en una superposición de estados vivos y muertos, dependiendo de un evento cuántico al azar. Muestra las implicaciones contraintuitivas de la interpretación de Copenhague de Bohr cuando se aplica a los objetos cotidianos.

Un experimento mental es una situación hipotética en la que se establece una hipótesis, teoría o principio con el propósito de pensar en sus consecuencias.

Historia

El griego antiguo deiknymi (δείκνυμι), o experimento mental, "fue el patrón más antiguo de prueba matemática", y existió antes de las matemáticas euclidianas, donde el énfasis estaba en lo conceptual, más que en la parte experimental de un experimento mental.

Johann Witt-Hansen estableció que Hans Christian Ørsted fue el primero en utilizar el término alemán Gedankenexperiment (lit. experimento mental) alrededor de 1812. Ørsted también fue el primero en utilizar el término equivalente Gedankenversuch en 1820.

En 1883, Ernst Mach usó el término Gedankenexperiment de una manera diferente, para denotar exclusivamente la conducta imaginaria de un experimento real que sería posteriormente realizado como un experimento físico real por sus alumnos. Entonces se podía contrastar la experimentación física y mental: Mach pedía a sus alumnos que le dieran explicaciones cada vez que los resultados de su experimento físico real posterior diferían de los de su experimento imaginario anterior.

El término inglés experimento mental fue acuñado (como un calco) de Mach's Gedankenexperiment, y apareció por primera vez en la traducción al inglés de 1897 de uno de los artículos de Mach. Antes de su aparición, la actividad de plantear preguntas hipotéticas que empleaban el razonamiento subjuntivo había existido durante mucho tiempo (tanto para científicos como para filósofos). Los estados de ánimo irrealis son formas de categorizarlo o de hablar de él. Esto ayuda a explicar el rango extremadamente amplio y diverso de la aplicación del término "experimento mental" una vez que se introdujo en inglés.

Quizás el experimento clave en la historia de la ciencia moderna es la demostración de Galileo de que los objetos que caen deben caer a la misma velocidad, independientemente de su masa. Se cree ampliamente que esto fue una demostración física directa, que implicaba subir a la Torre Inclinada de Pisa y dejar caer dos pesos pesados, mientras que, de hecho, fue una demostración lógica, utilizando el "experimento mental". técnica. El 'experimento' es descrito por Galileo en Discorsi e dimostrazioni matematiche (1638) (literalmente, "Discursos y demostraciones matemáticas") así:

Salviati. Si entonces tomamos dos cuerpos cuyas velocidades naturales son diferentes, está claro que al unir los dos, el más rápido será parcialmente retardado por el más lento, y el más lento será un poco apresurado por el más rápido. ¿No estás de acuerdo conmigo en esta opinión?

Simplicio. Tienes razón.

Salviati. Pero si esto es cierto, y si una piedra grande se mueve con una velocidad de, digamos, ocho mientras que un pequeño se mueve con una velocidad de cuatro, entonces cuando se unen, el sistema se moverá con una velocidad inferior a ocho; pero las dos piedras cuando se unen hacen una piedra más grande que la que antes se movía con una velocidad de ocho. Por lo tanto el cuerpo más pesado se mueve con menos velocidad que el más ligero; un efecto que es contrario a su suposición. Así ves cómo, desde tu suposición de que el cuerpo más pesado se mueve más rápidamente que el más ligero, inferiré que el cuerpo más pesado se mueve más lentamente.

Aunque el extracto no transmite la elegancia y el poder de la 'demostración' terriblemente bien, está claro que es un 'pensamiento' experimento, en lugar de uno práctico. Entonces, es extraño, como dice Cohen, que tanto los filósofos como los científicos se nieguen a reconocer a Galileo en particular oa la técnica del experimento mental en general por su papel fundamental tanto en la ciencia como en la filosofía. (La excepción confirma la regla: el iconoclasta filósofo de la ciencia, Paul Feyerabend, también ha observado este prejuicio metodológico). En cambio, muchos filósofos prefieren considerar 'Experimentos mentales'; ser simplemente el uso de un escenario hipotético para ayudar a entender cómo son las cosas.

Usos

El objetivo común de un experimento mental es explorar las posibles consecuencias del principio en cuestión:

Un experimento de pensamiento es un dispositivo con el que uno realiza un proceso intencional y estructurado de deliberación intelectual para especular, dentro de un dominio de problema especificable, sobre posibles consecuentes (o antecedentes) para un antecedente designado (o consecuente).

Dada la estructura del experimento, es posible que no sea posible realizarlo, e incluso si pudiera realizarse, no es necesario que haya intención de realizarlo.

Ejemplos de experimentos mentales incluyen el gato de Schrödinger, que ilustra la indeterminación cuántica mediante la manipulación de un entorno perfectamente sellado y una pequeña cantidad de sustancia radiactiva, y el demonio de Maxwell, que intenta demostrar la capacidad de un hipotético ser finito para violar la segunda ley de la termodinámica.

Es un elemento común de las historias de ciencia ficción.

Experimentos mentales, que son preguntas hipotéticas bien estructuradas y definidas que emplean razonamiento subjuntivo (estados de ánimo irrealis): "Qué podría pasar (o qué podría haber pasado) si... " – se han utilizado para plantear preguntas en filosofía al menos desde la antigüedad griega, algunos anteriores a Sócrates. En física y otras ciencias, muchos experimentos mentales datan del siglo XIX y especialmente del XX, pero se pueden encontrar ejemplos al menos desde Galileo.

En los experimentos mentales, obtenemos nueva información al reordenar o reorganizar datos empíricos ya conocidos de una manera nueva y extraer nuevas inferencias (a priori) de ellos o al observar estos datos desde una perspectiva diferente e inusual. En el experimento mental de Galileo, por ejemplo, el reordenamiento de la experiencia empírica consiste en la idea original de combinar cuerpos de diferentes pesos.

Los experimentos mentales se han utilizado en filosofía (especialmente en ética), física y otros campos (como psicología cognitiva, historia, ciencias políticas, economía, psicología social, derecho, estudios organizacionales, marketing y epidemiología). En derecho, el sinónimo "hipotético" se utiliza con frecuencia para tales experimentos.

Independientemente de su objetivo previsto, todos los experimentos mentales muestran una forma de pensar en patrones que está diseñada para permitirnos explicar, predecir y controlar eventos de una manera mejor y más productiva.

Consecuencias teóricas

En términos de sus consecuencias teóricas, los experimentos mentales en general:

• reto (o incluso refutar) una teoría prevaleciente, a menudo implicando el dispositivo conocido como reductio ad absurdum, (como en el argumento original de Galileo, una prueba por contradicción),
• confirmar una teoría prevaleciente,
• establecer una nueva teoría, o
• refuta simultáneamente una teoría prevaleciente y establece una nueva teoría a través de un proceso de exclusión mutua

Aplicaciones prácticas

Los experimentos mentales pueden producir perspectivas muy importantes y diferentes sobre teorías previamente desconocidas o no aceptadas. Sin embargo, pueden hacer que esas teorías sean irrelevantes y posiblemente creen nuevos problemas que son igual o más difíciles de resolver.

En términos de su aplicación práctica, los experimentos mentales generalmente se crean para:

• impugnar el status quo prevaleciente (que incluye actividades como la corrección de la información errónea (o la falta de comprensión), identificar fallas en los argumentos presentados, preservar (para el hecho establecido a largo plazo) objetivamente, y refutar afirmaciones específicas de que algo particular es permisible, prohibido, conocido, creído, posible o necesario);
• extrapolar más allá (o interponer dentro) los límites de hecho ya establecido;
• predecir y prever el futuro (otros) indefinido e inconocible;
• explicar el pasado;
• la retrodicción, la posdicción y el ocultamiento del pasado (otros) indefinido e inconocible;
• facilitar la toma de decisiones, la elección y la selección de estrategias;
• resolver problemas y generar ideas;
• mover los problemas actuales (a menudo insolubles) en otro espacio problemático más útil y más productivo (por ejemplo: la fijación funcional);
• atribuir la causalidad, la prevención, la culpa y la responsabilidad de resultados específicos;
• c) Evaluar la culpabilidad y los daños compensatorios en contextos sociales y jurídicos;
• garantizar la repetición del éxito pasado; o
• examinar la medida en que los acontecimientos anteriores podrían haber ocurrido de manera diferente.
• garantizar la (futuro) evitación de fracasos anteriores

Tipos

Representación temporal de un experimento de pensamiento prefactual.

En términos generales, hay siete tipos de experimentos mentales en los que se razona de causas a efectos, o de efectos a causas:

Prefactual

Experimentos mentales prefactuales (antes del hecho) (el término prefactual fue acuñado por Lawrence J. Sanna en 1998) especulan sobre posibles resultados futuros, dado el presente, y pregunte "¿Cuál será el resultado si ocurre el evento E?"

Contrafactual

Representación temporal de un experimento de pensamiento contrafactual.

Experimentos mentales contrafactuales (contra los hechos establecidos): el término contrafactual fue acuñado por Nelson Goodman en 1947, ampliando la noción de Roderick Chisholm (1946) de un "contrario a los hechos condicionales" – especular sobre los posibles resultados de un pasado diferente; y pregunte "¿Qué podría haber pasado si hubiera pasado A en lugar de B?" (por ejemplo, "Si Isaac Newton y Gottfried Leibniz hubieran cooperado entre sí, ¿cómo serían las matemáticas hoy en día?").

El estudio de la especulación contrafactual ha atraído cada vez más el interés de los académicos en una amplia gama de dominios como la filosofía, la psicología, la psicología cognitiva, la historia, las ciencias políticas, la economía, la psicología social, el derecho, la teoría organizacional, el marketing y la epidemiología.

Semireal

Representación temporal de un experimento de pensamiento semifactual.

Experimentos mentales semifactuales (el término semifactual fue acuñado por Nelson Goodman en 1947) especulan sobre hasta qué punto las cosas podrían haber permanecido igual, a pesar de haber una diferencia. pasado; y hace la pregunta Aunque sucediera X en lugar de E, ¿seguiría ocurriendo Y? (por ejemplo, incluso si el portero se hubiera movido a la izquierda, en lugar de a la derecha, ¿podría haber interceptado una pelota que viajaba a tal velocidad?).

Las especulaciones semifactuales son una parte importante de la medicina clínica.

Predictivo

Representación temporal de predicción, pronóstico y ahoracasting.

La actividad de predicción intenta proyectar las circunstancias del presente hacia el futuro. Según David Sarewitz y Roger Pielke (1999, p123), la predicción científica adopta dos formas:

1. "La elucidación de los principios de la naturaleza invariantes y, por tanto, predictivos"; y
2. "[Usar] suites de datos observacionales y sofisticados modelos numéricos en un esfuerzo por predecir el comportamiento o la evolución de fenómenos complejos".

Aunque realizan diferentes funciones sociales y científicas, la única diferencia entre las actividades cualitativamente idénticas de predicción, pronóstico y pronóstico inmediato es la distancia del futuro especulado al momento presente ocupado por el usuario. Mientras que la actividad de predicción inmediata, definida como "una descripción detallada del clima actual junto con pronósticos obtenidos por extrapolación hasta 2 horas antes", se ocupa esencialmente de describir el estado actual de las cosas, es una práctica común extender el término "para cubrir el pronóstico a muy corto plazo hasta 12 horas antes" (Browning, 1982, p.ix).

Retrospectiva

Representación temporal de hindcasting.

La actividad de retrospectiva implica ejecutar un modelo de pronóstico después de que haya ocurrido un evento para probar si la simulación del modelo es válida.

Retrodicción

Representación temporal de retrodicción o postdicción.

La actividad de retrodicción (o posdicción) consiste en retroceder en el tiempo, paso a paso, en tantas etapas como se consideren necesarias, desde el presente hasta el pasado especulado para establecer la causa última de un evento específico (por ejemplo, ingeniería inversa y análisis forense).

Dado que la retrodicción es un proceso en el que "observaciones pasadas, eventos, adiciones y datos se utilizan como evidencia para inferir los procesos que los produjeron" y que el diagnóstico "implica[n] pasar de efectos visibles tales como síntomas, signos y similares a sus causas previas", el equilibrio esencial entre predicción y retrodicción podría caracterizarse como:

independientemente de si el pronóstico es del curso de la enfermedad en ausencia de tratamiento, o de la aplicación de un régimen de tratamiento específico a un trastorno específico en un paciente en particular.

Retroceso

Representación temporal del backcasting.

La actividad de backcasting –el término backcasting fue acuñado por John Robinson en 1982– implica establecer la descripción de una situación futura muy definida y muy específica. Se trata entonces de un movimiento imaginario hacia atrás en el tiempo, paso a paso, en tantas etapas como se consideren necesarias, desde el futuro hasta el presente para revelar el mecanismo a través del cual ese futuro específico particular podría alcanzarse desde el presente.

El backcasting no se preocupa por predecir el futuro:

La principal característica distintiva de los análisis de backcasting es la preocupación, no con futuros energéticos probables, sino con cómo se pueden alcanzar futuros deseables. Por lo tanto, es explícitamente normativo, que implica 'trabajar hacia atrás' desde un punto final determinado hasta el presente para determinar qué medidas políticas serían necesarias para alcanzar ese futuro.

Según Jansen (1994, p. 503:

En el marco del desarrollo tecnológico, la "previsión" se refiere a la extrapolación de los desarrollos hacia el futuro y la exploración de los logros que pueden realizarse a través de la tecnología a largo plazo. Por el contrario, el razonamiento detrás de la "backcasting" es: sobre la base de una imagen interconectada de las demandas que la tecnología debe cumplir en el futuro — "criterios de sostenibilidad"— para dirigir y determinar el proceso que el desarrollo tecnológico debe tomar y posiblemente también el ritmo a que debe tener efecto este proceso de desarrollo. El backcasting [es] una importante ayuda para determinar la dirección que debe tomar el desarrollo de la tecnología y para especificar los objetivos que deben establecerse con ese fin. Como tal, el backcasting es una búsqueda ideal para determinar la naturaleza y el alcance del desafío tecnológico que plantea el desarrollo sostenible, y por lo tanto puede servir para dirigir el proceso de búsqueda hacia la nueva tecnología sostenible.

Campos

Los experimentos mentales se han utilizado en una variedad de campos, incluidos la filosofía, el derecho, la física y las matemáticas. En filosofía se han utilizado al menos desde la antigüedad clásica, algunos anteriores a Sócrates. En derecho, eran bien conocidos por los abogados romanos citados en el Digesto. En física y otras ciencias, los experimentos mentales notables datan del siglo XIX y especialmente del siglo XX, pero se pueden encontrar ejemplos al menos desde Galileo.

Filosofía

En filosofía, un experimento mental normalmente presenta un escenario imaginario con la intención de provocar una respuesta intuitiva o razonada sobre cómo son las cosas en el experimento mental. (Los filósofos también pueden complementar sus experimentos mentales con un razonamiento teórico diseñado para respaldar la respuesta intuitiva deseada). El escenario generalmente se diseñará para apuntar a una noción filosófica particular, como la moralidad, la naturaleza de la mente o la referencia lingüística. Se supone que la respuesta al escenario imaginado nos habla de la naturaleza de esa noción en cualquier escenario, real o imaginario.

Por ejemplo, un experimento mental podría presentar una situación en la que un agente mata intencionalmente a un inocente en beneficio de los demás. Aquí, la pregunta relevante no es si la acción es moral o no, sino más ampliamente si es correcta una teoría moral que dice que la moralidad está determinada únicamente por las consecuencias de una acción (ver Consecuencialismo). John Searle imagina a un hombre en una habitación cerrada con llave que recibe oraciones escritas en chino y devuelve oraciones escritas en chino, según un sofisticado manual de instrucciones. Aquí, la pregunta relevante no es si el hombre entiende chino o no, sino más ampliamente, si una teoría funcionalista de la mente es correcta.

En general, se espera que haya un acuerdo universal sobre las intuiciones que provoca un experimento mental. (Por lo tanto, al evaluar sus propios experimentos mentales, los filósofos pueden apelar a 'lo que deberíamos decir' o alguna expresión similar). Un experimento mental exitoso será aquel en el que las intuiciones al respecto sean ampliamente compartidas. Pero a menudo, los filósofos difieren en sus intuiciones sobre el escenario.

Otros usos filosóficos de escenarios imaginados posiblemente también son experimentos mentales. En un uso de escenarios, los filósofos pueden imaginar personas en una situación particular (tal vez nosotros mismos) y preguntar qué harían.

Por ejemplo, en el velo de la ignorancia, John Rawls nos pide que imaginemos un grupo de personas en una situación en la que no saben nada sobre sí mismas y están encargadas de idear una organización social o política. El uso del estado de naturaleza para imaginar los orígenes del gobierno, como lo hicieron Thomas Hobbes y John Locke, también puede considerarse un experimento mental. Søren Kierkegaard exploró las posibles implicaciones éticas y religiosas de la atadura de Isaac por parte de Abraham en Miedo y temblor. De manera similar, Friedrich Nietzsche, en Sobre la genealogía de la moral, especula sobre el desarrollo histórico de la moral judeocristiana, con la intención de cuestionar su legitimidad.

Un antiguo experimento mental escrito fue la alegoría de la caverna de Platón. Otro experimento mental histórico fue el 'Hombre flotante' de Avicena. experimento mental en el siglo XI. Pidió a sus lectores que se imaginaran suspendidos en el aire aislados de todas las sensaciones para demostrar la autoconciencia humana y la autoconciencia, y la sustancialidad del alma.

Ciencia

Los científicos tienden a utilizar los experimentos mentales como "proxy" experimentos previos a un verdadero, "físico" experimento (Ernst Mach siempre argumentó que estos gedankenexperiments eran "una condición previa necesaria para el experimento físico"). En estos casos, el resultado del "proxy" experimento será a menudo tan claro que no habrá necesidad de realizar un experimento físico en absoluto.

Los científicos también usan experimentos mentales cuando es imposible realizar experimentos físicos particulares (Carl Gustav Hempel denominó a este tipo de experimentos "experimentos teóricos en la imaginación"), como El experimento mental de Einstein de perseguir un rayo de luz, lo que lleva a la relatividad especial. Este es un uso único de un experimento mental científico, ya que nunca se llevó a cabo, pero condujo a una teoría exitosa, probada por otros medios empíricos.

Propiedades

Se puede atribuir una categorización adicional de los experimentos mentales a propiedades específicas.

Posibilidad

En muchos experimentos mentales, el escenario sería nomológicamente posible, o posible según las leyes de la naturaleza. La habitación china de John Searle es nomológicamente posible.

Algunos experimentos mentales presentan escenarios que no son nomológicamente posibles. En su experimento mental Twin Earth, Hilary Putnam nos pide que imaginemos un escenario en el que hay una sustancia con todas las propiedades observables del agua (p. ej., sabor, color, punto de ebullición), pero que es químicamente diferente del agua. Se ha argumentado que este experimento mental no es nomológicamente posible, aunque puede ser posible en algún otro sentido, como la posibilidad metafísica. Es discutible si la imposibilidad nomológica de un experimento mental hace que las intuiciones al respecto sean discutibles.

En algunos casos, el escenario hipotético podría considerarse metafísicamente imposible o imposible en algún sentido. David Chalmers dice que podemos imaginar que hay zombis, o personas que son físicamente idénticas a nosotros en todos los sentidos pero que carecen de conciencia. Se supone que esto muestra que el fisicalismo es falso. Sin embargo, algunos argumentan que los zombis son inconcebibles: no podemos imaginar un zombi más de lo que podemos imaginar que 1+1=3. Otros han afirmado que la concebibilidad de un escenario puede no implicar su posibilidad.

Razonamiento causal

El primer patrón característico que muestran los experimentos mentales es su orientación a tiempo. Ellos son:

• Especulaciones anteriores: experimentos que especulan sobre lo que pudo haber ocurrido antes de un evento específico, designado, o
• especulaciones posfactuales: experimentos que especulan sobre lo que puede suceder después de (o consecuentemente) un evento específico, designado.

El segundo patrón característico es su movimiento en el tiempo en relación con "el presente punto de vista del momento" del individuo que realiza el experimento; es decir, en términos de:

• Sus dirección temporal: ¿Están orientados al pasado o orientados al futuro?
• Sus sentido temporal:
  • a) En el caso de experimentos de pensamiento orientados hacia el pasado, ¿examinan las consecuencias del "movimiento" temporal del presente al pasado o del pasado al presente? o,
  • (b) in the case of future-oriented thought experiments, are they examining the consequences of temporal "movement" from the present to the future, or from the future to the present?

Relación con experimentos reales

La relación con los experimentos reales puede ser bastante compleja, como se puede ver de nuevo en un ejemplo que se remonta a Albert Einstein. En 1935, con dos compañeros de trabajo, publicó un artículo sobre un tema de nueva creación llamado más tarde efecto EPR (paradoja EPR). En este artículo, partiendo de ciertos supuestos filosóficos, sobre la base de un análisis riguroso de un modelo determinado, complicado, pero mientras tanto afirmablemente realizable, llegó a la conclusión de que la mecánica cuántica debe describirse como " incompleto". Niels Bohr refutó inmediatamente el análisis de Einstein y prevaleció su punto de vista. Después de algunas décadas, se afirmó que experimentos factibles podrían probar el error del documento EPR. Estos experimentos probaron las desigualdades de Bell publicadas en 1964 en un artículo puramente teórico. Se consideró que los supuestos iniciales filosóficos de EPR mencionados anteriormente estaban falsificados por el hecho empírico (por ejemplo, por los experimentos reales ópticos de Alain Aspect).

Así, los experimentos mentales pertenecen a una disciplina teórica, generalmente a la física teórica, pero a menudo a la filosofía teórica. En cualquier caso, debe distinguirse de un experimento real, que pertenece naturalmente a la disciplina experimental y tiene "la decisión final sobre verdadero o no verdadero&# 34;, al menos en física.

Interactividad

Los experimentos mentales también pueden ser interactivos, donde el autor invita a las personas a participar en su proceso de pensamiento proporcionando caminos alternativos con resultados alternativos dentro de la narrativa, o mediante la interacción con una máquina programada, como un programa de computadora.

Gracias a la llegada de Internet, el espacio digital se ha prestado como un nuevo medio para un nuevo tipo de experimentos mentales. El trabajo filosófico de Stefano Gualeni, por ejemplo, se centra en el uso de mundos virtuales para materializar experimentos mentales y negociar ideas filosóficas de forma lúdica. Sus argumentos se presentaron originalmente en su libro Mundos virtuales como herramientas filosóficas.

El argumento de Gualeni es que, hasta hace poco, la historia de la filosofía ha sido meramente la historia del pensamiento escrito, y los medios digitales pueden complementar y enriquecer el enfoque limitado y casi exclusivamente lingüístico del pensamiento filosófico. Él considera que los mundos virtuales son filosóficamente viables y ventajosos en contextos como los de los experimentos mentales, cuando se espera que los destinatarios de una cierta noción o perspectiva filosófica prueben y evalúen objetivamente diferentes cursos de acción posibles, o en casos en los que se enfrentan a interrogantes. sobre fenomenologías no reales o no humanas.

Ejemplos

Humanidades

Física

Filosofía

Matemáticas

Biología

• Levinthal paradox
• Locomoción rotatoria en sistemas vivos

Informática

Economía

• falacia de ventana rota (ley de consecuencias no deseadas, costo de oportunidad)
• Laffer Curve