사고실험

1 개요

한자: 思考實驗
영어: thought experiment
독일어: Gedankenexperiment

머릿속에서 생각으로 진행하는 실험. 실험에 필요한 장치와 조건을 단순하게 가정한 후 이론을 바탕으로 일어날 현상을 예측한다. 실제로 만들 수 없는 장치나 조건을 가지고 실험할 수 있다.

쉽게 말해 상상력을 동원하는 실험이다.

이러한 사고실험을 이용하는 분야는 철학이나 물리학 등등, 인문학과 자연과학 전반에서 사용되고 있다. 가상의 시나리오를 적용하는 것은 과거의 경험을 통해 유추하는것이 일반적이다.

사고실험을 진행하는 이유는 실제로 실험하기가 불가능하기 때문인데, 이는 가정이 너무나도 비현실적이거나, 비윤리적이거나, 기술의 발전 정도가 가정을 따라갈 수 없기 때문이다. 기술의 발전정도가 문제가 된 경우, 후세에 해당 사고실험을 실제로 실행하고 증명하는 경우도 있다.

이러한 사고실험의 역사는 꽤나 오래되었는데, 역사에 기록된 최초의 사고실험은 소크라테스 이전의 시대의 철학자들이 행했다고 한다.

비현실적인 가정을 통한 사고실험은, 단순히 What if..? 를 통해 결과를 도출하려는 것일 수도 있지만, 동시에 해당 분야에 대한 비판적인 의견으로써 작용하기도 한다. 예를들면, 슈뢰딩거의 고양이에서 슈뢰딩거는 단순히 양자역학에서는 상자 속의 고양이가 살아있을 수도, 죽어있을 수도 있다는 이야기를 하고 싶은 것이 아니라 살아있는 동시에 죽어있는 고양이라는 모순적인 개념을 이야기함으로써 거시세계에 양자역학을 적용하려는 것을 비판하려 한 것이다.

이러한 사고실험으로 발생할 수 있는 문제점은, 사고 실험의 시나리오가 따라가는 것이 과거의 경험에 기반하는 것이기 때문에 사실과는 상반된 결과가 나올 수 있다는 사실이다. 실제로 아인슈타인과 포돌스키, 로젠이 만든 EPR 가설은 양자역학을 비판하기 위해 만들어진 사고 실험이지만, 실험 결과 EPR 가설에서 나온 결과와는 상반되는 결과가 도출되었던 것이다. 이는 사고실험의 결과가 아인슈타인이 가지고있던 양자역학은 완벽한 이론이 아니다라는 주장에 의해 결정되어 있었기 때문이다.

철학에서의 사고실험은 과학 영역에서의 사고 실험과 방향성이 조금 다른 경향이 있다. 이쪽은 단순히 현실적인 실험이 불가능해서 사고실험을 한다기 보단, 가상적인 상황을 설정하여 기존의 철학적 직관이 당연하게 여기던 부분에 대한 오류를 끌어내는 쪽이 많다.
철학에서 사고 실험이 행해지는 영역은 대체로 인식론과 윤리학인데 이들 영역에서 합리적인 사고자가 직관적으로 옳다고 여기는 사유방식이 적용되지 않는 가상적 사례를 제시함으로써 그 사유방식이 모든 사례에 적용될 수 있을만큼 보편적인 것이 아님을 드러내는 것이다.

학교대사전에 의하면, 한국의 중/고등학교 자연과학 수업의 실험은 거의 이 사고실험으로 이루어진다고 카더라(...). 암기 위주의 수업 및 실험 비품의 부족으로 인해 제대로 과학 실험 수업이 이루어지지 않는 것을 비꼬는 것이다. 교과서에 실린 실험들은 여러번 실험한 결과의 데이터가 기록되어 있기에 실제 실험을 하지 않아도 되는 것이 사실이기도 하고. 물론 진짜 실험하는 것만큼 이해가 잘 되는게 없긴 하다만.. 그리고 2000년대 들어 전국의 학교에 과학실 현대화 사업이 퍼져나가며, 이러한 사고실험이 더더욱 늘어나고 있다고 카더라

실험 과목 시간에, 데이터가 얼마 모아지지 않으면 보고서를 쓸 때, 사고 실험을 하면 좋타카더라

2 유명한 사고 실험의 예

• 통 속의 뇌
• 라플라스의 악마
• 슈뢰딩거의 고양이
• 사회계약론
• 자유낙하 : 나중에는 실험을 통해 증명되었다.
• 보이지 않는 손
• 공유지의 비극
• 죄수의 딜레마
• 맥스웰의 악마
• 광자 상자
• 상대성 이론 : 상대성 이론도 시작은 아인슈타인의 사고실험이었다. 나중에는 실험을 통해 증명되었다.
• 중국어 방

3 관련항목

• 과학실 현대화 사업