1. 什么是思想实验

第一讲：什么是思想实验？

    今天我们开始给大家讲授思想实验课。这门课对于我们的理性思维和批判性思维的训练，是相当基础、相当重要的功课。尽管大家都听说或知道其中的许多思想实验，但对于这些思想实验所针对的问题意识，这些思想实验之间的问题关联，以及这些思想实验展示出来的智慧思辨的魅力，目前还是缺乏系统的解析。讲授这门课的目的，很简单，就是要和大家一道老老实实地、扎扎实实地、全面深入地进入这个领域，锻炼我们的理性思维的肌肉，这样才有助于我们以更加健全和理性的姿态，理解世界、理解人类、理解自我，提升我们的观念水位和智识创造力。下面我们正式进入第一讲，开宗明义，什么是思想实验？

一说起实验，大家自然就会想到科学实验。科学实验包括主体、对象和流程三个基本要素。通过创建纯化的环境，设置人工可控的条件，利用各种仪器设备，根据可检验性和可重复性的原则，科学实验得以最大限度地排除自然环境的变化不定和干扰因素，在规范适当的观察研究中发现自然现象背后的因果规律。

实验方法被认为是自然科学的主要特点，可实际上，严格意义的科学实验是从近代才开始的。16、17世纪之交的培根（1561-1626）和伽利略（1564-1642）是现代科学实验方法的鼻祖。在此之前近两千年盛行的自然哲学或科学方法，基本是博物学意义上的对自然现象的直接观测、搜集和分类。此外在人类认知实践中流行的则是带有神秘色彩的炼金术、占星术、通神术等传统。文艺复兴时期影响极大的赫尔墨斯主义认为人类是“小上帝”，可以通过炼金术这样的自然法术来改变和控制自然，这一观念极大地促进了实验科学精神在现代早期的生长。

培根把自然的状态分成三种，一是正常的自然状态，二是畸形的自然状态，三是受约束的自然状态。第三种状态就是由于技艺和人工操作造就的自然状态。培根说，“正如在生活事务方面，人的性情以及内心和情感的隐秘活动尚且是当他遇到麻烦时比在平时较易发现，同样，在自然方面，它的秘密就更加是在方术的扰动下比在其自流状态下较易暴露。”培根因此强调科学知识来自于对自然的干预和拷问。科学的观察，由此不再是单纯的不动声色的旁观，而是把事物抓起来，放到人为控制的实验室里，按照人所希望达到的目标，对它进行反复的拷问。它不回答怎么办？你得给它点颜色看看，高温、高压、高浓度或者低压、低温、低浓度。总而言之，在一种非自然的状态下，让它吐露奥秘和规律。以拷问的方式对待自然，成为现代科学的一个基本态度。康德在《纯粹理性批判》第二版序言里也说： “在对待自然的时候，理性绝不能表现得‘像一个学生，被动地听老师讲，而要像一个被任命的法官，强迫证人回答他所提出的问题’。”

所以，现代科学实验方法典型地体现了人类理性至上的思维逻辑。这种规律思维所带来的与事实真相本身的隔膜，黑格尔在《精神现象学》里有深刻的揭示；这种人定胜天的权力意志带来的现代虚无主义、伦理危机等问题，尼采、海德格尔等哲学家也有痛彻的反思。人类是制造问题和解决问题的动物，而要真正解决问题，就得深入根本和极致，在对自然拷问之外，对人本身的行动正当性，进行更严厉的拷问，而这就是哲学的任务所在。哲学回应这些问题的最重要的工具，乃是思想实验。如果说科学实验相当于人类把理性运用于自然，是人为自然立法，那么思想实验就相当于人类将理性运用于人类本身，是人为自己立法。思想实验作为哲学方法，让人类理性思维能力得到淋漓尽致的发挥，充分展现了理性的自我批判精神。真正严肃而有意义的批判，一定是自我批判。也唯有坚持自我批判，人类才有可能在不断超越中彰显存在的价值。

思想实验（Thought Experiment），又称思维实验。与自然科学的有形实验室不同，思想实验是在人的头脑中或在人的“心灵实验室”中进行的实验。从实验条件来看，思想实验涉及的是那些不可观察、不可模拟、不可进行现实操控的领域。就这一点而言，思想实验并非专属于哲学。事实上，由于实验条件的限制，科学家在无法通过有形稳妥的实验方法进行科学探究时，也会充分发挥自己的想象，设计一些思想实验来检验科学命题的有效性。大家都知道伽利略发现并证明了自由落体定律——“物体下落的加速度与物体的质量无关”，从而推翻了亚里士多德的“物体下落速度和重量成正比”的错误学说。对此有一个人们非常熟悉的故事：伽利略为了证明质量不同的物体同时落地，专门到比萨斜塔顶部扔下两个不同的铁球来进行验证。科学史已经表明，这个故事多半是他的学生维维亚尼的杜撰。如果按照正规的科学实验的标准，比萨斜塔实验是很难满足无干扰变量和可控性等条件的，在露天情境下，靠人力扔球，以当时粗陋的计时和计量工具，不大可能得出准确的实验结果。

实际上，为了揭示亚里士多德的常识判断的矛盾性，伽利略提出了一个很有意思的思想实验。根据亚里士多德学说，两块速度不同的物体连在一起，显然速度快的物体将被速度慢的物体“拖累”，反之，速度慢的物体将被速度快的物体带动。如果这是真的，那么，假设某块的大石头的速度为八，而小石头的速度为四，当我们把两块石头拴在一起时，这一物体的速度应该小于八且大于四。但是，两块石头拴在一起后，肯定比原来的大石头更重，其速度应该大于八才对。同样一个组合体的下落速度在同一时间内既快又慢，这在逻辑上是不可能的，因此，亚里士多德的理论是错误的。

现代科学的很多领域由于更加远离我们日常生活经验的构想，很难设计出可实际操作的实验环境，所以对思想实验的使用几率很大。爱因斯坦就是一个思想实验的大师。比如为了证明光速不变原理，即光不存在相对速度，16岁的他就发明了追光实验。我们知道，在具体时空下，不同物体之间相对速度就是它们自身速度的差。假设火车的时速为100公里，汽车的时速为90公里，火车对汽车的相对时速就是10公里。如果它们的时速同为100公里，则坐在汽车里的人看到火车是静止的。可是，假定一个人以接近光的速度跟着光波跑，会出现什么情况？合理的推测是，即使人可以以30万公里/秒的速度与光并行，我们测量到的光速依然是30万公里/秒，我们永远不可能看到静止的光波，当我们行进得越快，我们的时间也就收缩得越短，甚至我们的思维速度也同步变慢，这使得我们无论何时测量光速所得的结果都是相同的。爱因斯坦通过这个思想实验发现，如果我以光速追随一条光线运动，那么我就会看到，这条光线就好像一个在空间中震荡着而停滞不前的电磁场。然而，无论是牛顿的经典力学理论，还是麦克斯韦方程，都不允许这样一个在空间中震荡却又不前行的电磁场存在。这一悖论现象的产生使传统的绝对时空观受到挑战，为狭义相对论奠定了基础。

爱因斯坦还提出过很多思想实验，比如磁体和导体实验、电梯实验、光子箱实验、火车实验、黑箱实验等等。这些思想实验突破了实证主义科学观，开启了全新的科学范式。这里我要说，一切科学的精髓都在于突破性。思想实验既是人类突破的工具也是突破能力的标志。诸如牛顿的苹果与大炮、薛定谔的猫与魏格纳的朋友、时光机器与祖父悖论等科学思想实验，都在不同时代极大地激发了人类科学的开拓创新，并超越科学本身而成为人类对自身文明进行反思的重要思想资源。

从这里，我要回到所说的重点。思想实验的意义当然不仅仅是科学研究的工具，思想实验的最大价值，就在于激活思想本身。只要我们承认人是思考的动物，那就可以说，思想实验的历史和人本身的历史一样长久。广而言之，最早的那些神话、传说、寓言，只要包含着人类对未知世界的困惑和探索，只要能为人类精神的发展和提升提供典范性的教益，都可以归入思想实验的范畴。延续这一传统，直到今天，思想实验仍然可以从文学著述尤其是科幻小说、影视中找到很多生动的素材。在此我只举一个《荷马史诗》中的例子。特洛伊战争结束后，英雄奥德修斯历尽坎坷展开回乡之旅。有一次他在途中要经过一个海岛，岛上的塞壬女妖们歌喉甜美，能诱惑所有路过的人，最终让这些步入迷津者成为她们口中的美食。奥德修斯非常想聆听美妙的歌声，但又不能让自己被女妖所杀，于是他用蜡塞住伙伴的耳朵，然后令他们将自己的手脚捆在桅杆上。当他们驾船经过岛屿，塞壬女妖的歌声果然激起了奥德修斯的强烈欲望，他使劲挣扎。船员们见状，把他绑得更紧。最终他们安然通过考验，避免被灭亡的命运。这个神话故事所反映的人的境况问题一直被思想家们热烈讨论，哈耶克、布坎南等人更把该案例作为人类宪法秩序建设中如何重视约束机制的基本母题。

至于哲学，可以说从一诞生起就与思想实验须臾不可离也。前苏格拉底时代的那些自然哲学家，比如泰勒斯、阿纳克西米尼、赫拉克利特、毕达哥拉斯等，当他们把万物的本源分别归因于水、气、火或数时，就已经充分地经历了思想实验的想象和论证的环节。其中最出名的要算芝诺。为了维护其导师巴门尼德有关“一切即一”、“万物不动”等主张，芝诺发明了四十个思想实验，包括阿基琉斯跑不过乌龟、飞矢不动、队列移动的时间矛盾等，以表明感官存在、事物运动、无限可分等观念都会带来荒诞的结果，这就是著名的“芝诺悖论”。到了柏拉图，其经典著作《理想国》中那些戏剧性的思想实验场景，比如盖吉斯的戒指、洞穴比喻，更是经久不衰的哲学讨论主题。

因此，思想实验是哲学思考中最常见的探求方法，其所描述的极端情境，不仅仅是缘于一般有形实验的条件无法具备，更是由哲学概念、命题的思考方式本身所决定的。思想实验可以纵情设想一切可能设想的情形，但是它们绝非荒诞无稽，而是充满严肃性。只有这样，才能让人的选择经受更严峻的拷问，更彻底地发现概念、命题的逻辑漏洞和适用范围。也就是说，思想实验成为在可能世界中让永恒真理更好呈现和滋养的源头。

思想实验经常通过设定反例的方式，揭示哲学理论由于不满足某些充分必要条件，从而被证明是错误的。比如，亚里士多德提出一个命题：人是理性的动物。针对这个命题，思想实验可以合理假定，如果人是理性的动物，则人类的婴儿也应该是理性的动物。但看来人类婴儿并不是理性的动物，因为他们不知如何推理，于是这就构成了一个反例。当一个哲学理论遇到反例的挑战，我们要么拒绝该理论，要么修正该理论。在此，我们可以把该命题改为：人类是有推理能力的动物。这样就能容纳婴儿这个反例了。虽然婴儿还不会进行实际的推理，但它具有推理的能力，只要具备适当条件（比如时间），这种能力就能成为现实。经过反复修正，哲学概念趋于完善。即使哲学问题永远没有现成的答案，但是，通过这样的思维训练，我们得以在更清晰、更敏锐、更深入的层面看待问题。

思想实验既可以反驳一个理论，也可以构建新的理论。比如罗尔斯通过原初状态和无知之幕的思想实验，创建了其影响深远的社会正义理论。思想实验使抽象变得具体，又在具体当中深入抽象。这样一来，抽象的东西不再是空洞的，具体的东西不再是杂乱的，观念和实践之间，形成了良性互动、互相提升的关系。在这过程中，思想实验本身也得以精致化，其设定的情境都是可以被融贯地想象的。思想实验让哲学成为可以实际去做、去操作的东西。它帮助我们区分好的理由和坏的理由，强的论证与弱的论证，可信的理论与不可信的理论，让我们形成独立思考和理性判断的习惯，防止被各种忽悠。所以，我期待每个人都积极投入这样的思辨游戏当中，亲自发明和评估思想实验，培养创造性思维和批判性思维的能力。

欢迎朋友们参与我的思想实验课程。我将以五十个课时的内容，全面呈现覆盖哲学各根本领域的众多经典思想实验，并对这些思想实验本身及其它们之间的问题关联，做出独特、深入而又有趣的解读。我将在宽泛的意义上，把很多属于科学实验、历史事件、文学故事、神话寓言等领域的材料都纳入思想实验的范畴，只要它们足以启发我们展开哲学的思辨与追问。这是一场思想探险之旅，其间将不断掀起你的头脑风暴。更重要的是，这是一个系统的、逐步深入的训练过程，我们预期获得的将是完整的认知结构，而不是碎片化的知识。最后，我们仍然要回归思想的尊严本身。拿破仑说过，“世界上有两种力量：刀剑和思想，从长远来看，刀剑总是被思想打败。”不仅观念才能真正改变世界，而且观念本身就是美好的。我相信，这五十堂的思想实验课程，将为你的观念提升和思想腾飞，打下坚实的基础。