위키독:사고 실험이란?

1. 사고 실험.

사고 실험(思考實驗 Thought Experiment)

현실에서 불가능한 일들을 머리 속으로 상상해 보는 실험. 독일에서 유래된 용어이며 독일어로는 Gedankenexperiment (게당켄엑스페리멘트)라고 한다. 기록으로 남아있는 최초의 사고 실험은 고대 그리스 시대 소크라테스 이전의 철학자들이 철학과 관련된 문제에 최초로 사용한 것으로 알려졌다

과학적 사고 실험

이것도 과학사에 있어 매우 중요한 하나의 '실험'이다. 현실에서 불가능한 현상들을 생각으로 실험해보는 것이다. 이 중에서는 예전에는 상상으로만 가능했지만 실제로 이루어진 실험도 있으며 무한한 길이의 막대를 생각하는 등 그야말로 상상 속에서만 가능한 실험이 있다.

예를 하나 들자면, 보통 사람들에게 가장 잘 알려져 있는 실험 중에서는 「슈뢰딩거의 고양이」 실험이 있다. 반은 죽고 반은 살아있는 말도 안되는 상태를 현실에서 실험을 할 수가 없으므로 머리를 써서 상상해보는 것이다.

여담이지만 이 불쌍한 고양이 이야기가 하도 유명하다보니 스티븐 호킹이

"누군가 이 이야기를 꺼내면 나는 내 총을 꺼낸다."

라는 말을 하기도 했다. 자살하고 싶을 정도로 너무 지겹게 이야기 되었다는 것이다.

내용은 몰라도 그 이름만큼은 가장 유명한 「슈뢰딩거의 고양이」. 간단히 소개하면 1시간 후, 50%의 확률로 죽는 상자에 갇혀 있는 고양이가 있다. 그렇다면 1시간이 지나고 상자를 열기 전, 이 고양이는 살았을까 죽었을까를 판단하는 사고 실험이다. 이 고양이를 누군가가 관측하지 않을 때는 살아 있거나 죽어 있는 두 가지 상태를 공유하며 관측하는 순간 하나로 확정된다고 해석하는 쪽(코펜하겐 해석)과 고양이가 살아 있는 세계와 죽어 있는 세계가 모두 존재하며 관측하는 순간 어느 한 세계로 진입하게 된다는 해석(다세계 해석)이 있다. 다양한 세계를 다루는 SF 장르쪽에서 한번쯤은 등장하는 이야기.

다만! 이 고양이 이야기는 양자역학을 설명하려는 실험이 아니다. 오히려 미시세계에서나 통하는 양자역학을 거시세계에 적용하려는 사람을 비판하려는 목적으로 슈뢰딩거가 개발한 사고 실험이다.

또 다만! 슈뢰딩거의 목적은 어디까지나 이같은 상황은 불가능하므로 자신의 방정식이 확률을 얘기한다는 것은 말도 안된다고 주장하고 싶어했지만...

실험 장비가 발달한 뒤, 이 고양이를 괴롭히는 대신 비슷한 실험을 할 기회가 생겼는데 결론은 "중첩된게 맞다"라는 황당한 결론이 나왔다!

철학적 사고 실험

또한 과학뿐만 아니라 철학쪽에서도 사고 실험이 이루어지고 있다. 다만 철학쪽의 실험은 일종의 상상의 사회실험에 가까운 것으로 주로 인식론이나 윤리학쪽에서 많이 다뤄지고 있다. 예를 들면 밑의 그림과 같은 상황을 제시하고 그 결론을 도출하는 것이다.

한때 열풍이 었던 마이클 센델의 「정의란 무언인가?」에도 소개된 사고 실험. 이 실험을 실제로 재현하려다가는....

왼쪽 그림은 5명을 구하려고 열차의 노선을 바꿔 1명을 희생하는 것이 옳은가에 대해 다루고 있다. 오른쪽 그림은 상황은 같으나 다만, 자신이 뚱뚱한 사람을 밀어서 희생하는 것만이 바뀐 실험이다. 간단히 결과에 대해 얘기하자면 첫번째 실험에서는 노선을 바꿔 한 명을 희생하겠다고 하는 사람이 많았던 반면, 두번째 실험에서는 한 명을 희생하지 않겠다고 한 사람이 많았다. 요지는 자신의 손에 피를 묻히느냐 묻히지 않느냐의 차이.

이밖에도 영화 매트릭스로 유명한 개념이 된 「통속의 뇌」, TV에서도 가끔 소개되는 「죄수의 딜레마」등이 있다.