Эксперимент с красными бусинами Деминг начал проводить в своих первых лекциях для японцев в 1950 г., чтобы продемонстрировать разницу между общими и особыми причинами вариаций. В течение многих лет Деминг использовал для экспериментов с красными бусинами одни и те же приспособления. Этими основными приспособлениями служат: коробка с белыми и красными бусинами в пропорции примерно 4: 1 и прямоугольный кусок пластика, дерева, металла и т.п., обычно называемый лопаткой, в котором сделано 50 вертикальных углублений. Выборка из 50 бусинок достигается путем погружения лопатки в коробку. (Замечание для статистиков: я намеренно не употребляю термин «случайная выборка», даже с учетом того, что бусины могут быть хорошо перемешаны, прежде чем в них погрузят лопатку.)
Основная форма эксперимента с красными бусинами, которая демонстрируется на четырехдневных семинарах, остается относительно неизменной на протяжении нескольких лет. Из аудитории приглашаются добровольцы:
шесть заинтересованных рабочих (им не требуется каких-либо специальных навыков: они пройдут обучение и должны будут выполнять все требования без вопросов и жалоб);
два младших инспектора (им достаточно уметь считать до двадцати);
главный инспектор (должен уметь сравнить два числа на предмет их равенства или неравенства и уметь говорить громко и четко);
регистратор (должен уметь аккуратно писать и производить простые арифметические действия).
Рабочий день для каждого рабочего - это процесс взятия выборки (50 бусинок) из коробки с помощью лопатки. Белые бусины - это хороший продукт, приемлемый для потребителя. Красные бусины - продукт непри
емлемый. В соответствии с требованиями мастера или пожеланиями высшего руководства ставится задача не допускать попадания более одной-трех красных бусин. Рабочие обучаются мастером (Демингом), который дает точные инструкции о том, как должна проводиться работа: как нужно смешивать бусинки, каковы должны быть направления, расстояния, углы и уровень помешивания при пользовании лопаткой. Для минимизации вариаций процедуру нужно стандартизировать и регламентировать.
Рабочие должны очень внимательно следовать всем инструкциям, ведь от результатов их труда зависит, останутся ли они на работе.
«Запомните, каждый ваш рабочий день может быть последним в зависимости от того, как вы работаете. Я надеюсь, вы получите удовольствие от своей работы!»
В процессе контроля участвует много персонала, однако он весьма эффективен. Каждый рабочий приносит выполненную дневную работу к первому младшему инспектору, который молча пересчитывает и записывает число красных бусинок, а затем идет ко второму инспектору, который делает то же самое. Главный инспектор, также сохраняя молчание, сравнивает эти два счета. Если они различаются, значит, закралась ошибка! Еще больше заставляет задуматься тот факт, что даже если оба счета совпадают, они тем не менее могут быть ошибочными. Однако процедура такова, что в случае ошибки инспекторы, по-прежнему независимо друг от друга, должны пересчитывать результат. Когда показания счета совпадают, главный инспектор объявляет результат и регистратор заносит его на слайд, проецируемый на расположенный выше экран.
Рабочий возвращает свои бусинки в коробку - его рабочий день завершен.
Работа продолжается в течение четырех дней. Всего получается 24 результата. Мастер постоянно их комментирует. Он хвалит Эла за снижение количества красных бусинок до четырех, и аудитория рукоплещет ему. Он ругает Одри за получение шестнадцати красных, и аудитория нервно смеется. Как это у Одри может быть в четыре раза больше дефектных бусинок, если только она не беспечна и не ленива? Никто из остальных работников также не может оставаться спокойным, ведь если Эл мог сделать четыре, то и каждый может это сделать. Эл - несомненный «рабочий дня», и он получит премию. Но на следующий день у Эла находят девять красных бусинок, поскольку он чересчур успокоился. Одри приносит десять: она плохо начала, но теперь начинает исправляться, в особенности после серьезного разговора с мастером в конце первого дня. Стоп! Остановить линию! Бен только что сделал семнадцать красных! Давайте проведем собрание и постараемся понять, в чем причина плохой работы. Такого рода работа может привести к закрытию предприятия. В конце второго дня мастер
Организация как система
проводит серьезный разговор с рабочими. По мере того как люди осваиваются и становятся более опытными, их результаты должны улучшаться. Вместо этого вслед за 54 красными бусинками, полученными в первый день, на второй день их было получено целых 65. Неужели рабочие не понимают своей задачи? Задача состоит в том, чтобы получать белые бусины, а не красные. Будущее выглядит довольно мрачно. Никто не достиг цели. Они должны стараться работать лучше.
Подавленные рабочие возвращаются к работе. И вдруг возникают два проблеска: Одри, продолжая улучшать свои результаты, достигает семи красных бусинок; на верном пути и Бен, повторивший успех первого дня своей работы - девять красных! Однако все остальные работают хуже. Общее число красных бусинок вновь поднимается и достигает 67. День завершается без успехов, как и предыдущие. Мастер говорит рабочим, что, если существенных улучшений не произойдет, предприятие придется закрыть.
Начинается четвертый день. С облегчением мы обнаруживаем, что дела пошли лучше благодаря Одри, которая теперь производит только шесть красных бусинок*. Но в целом день заканчивается 58 красными, что по- прежнему хуже, чем в первый день.
Вот все результаты, полученные на данный момент: День 1 День 2 День 3 День 4 Сумма Одри 16 10 7 6 39 Джон 9 11 12 10 42 Эл 4 9 13 11 37 Кэрол 7 11 14 11 43 Бен 9 17 9 13 48 Эд 9 7 12 7 35 Сумма за день Итого 54 65 67 58 244 На этой стадии мастер решает призвать на помощь известное великое достижение менеджмента - сохранить предприятие, оставив только лучших рабочих. Он увольняет Бена, Кэрол и Джона, трех рабочих, которые сделали 40 и более красных бусинок за четыре дня, и оставляет Одри, Эла и Эда, выплачивая им премию и заставляя работать в две смены.
Неудивительно, что это не дает результата.
* Примечание для традиционных статистиков: при стандартной нуль-гипотезе, и при том, что Одри получила четыре различных оценки, шанс, что эти оценки становились лучше день ото дня, равен 1/4! = 1/24 = 0,024. Это значимый результат больше чем на 5 %-ном уровне значимости! - Прим. авт.
Глава 6. Эксперимент с красными бусинами
Наблюдая эксперимент с красными бусинами, мы получаем редкое преимущество: мы хорошо понимаем систему и можем быть уверены, что она управляема. Как только мы осознаем это, нам становится ясно, насколько бессмысленны все действия мастера (или кого-либо еще) с целью воздействия на результаты, которые предположительно зависят от рабочих, а на самом деле полностью обусловлены существующей системой. Все эти поступки были реакцией на чисто случайные вариации.
Однако предположим, что у нас отсутствует понимание системы. Что нам делать тогда? Тогда нам нужно было бы нанести данные на контрольную карту и дать ей возможность рассказать нам о поведении процесса. Центральная линия на карте соответствует среднему показанию, т.е. 244/24 = 10,2, поэтому расчет дает:
Отсюда для положения верхней и нижней контрольных границ имеем:
10,2 + (3 х 2,8) = 18,6 и 10,2 - (3 х 2,8) = 1,8
соответственно (аналогичные расчеты см.: «Выхода из кризиса», стр. 304). Контрольная карта показана на рисунке 17.
Эта карта подтверждает то, что мы и предполагали: процесс находится в статистически управляемом состоянии. Вариации вызываются системой. Рабочие беспомощны: они могут выдать только то, что дает система. Система стабильна и предсказуема. Если мы проведем эксперимент завтра, или послезавтра, или на следующей неделе, то, по всей видимости, получим похожий разброс результатов.
Центральная
Рис. 17. Контрольная карта данных эксперимента с красными бусинами
Организация как система
Участники семинара, настроенные на активное восприятие выводов, вытекающих из эксперимента с красными бусинами, могут сделать много интересных наблюдений еще до того, как Деминг начнет подведение итогов. Они видят удовольствие, получаемое от хороших результатов, и огорчение от плохих, не зависящих от ругательств и критики мастера. Они видят тенденцию (например, тенденцию Одри к значительному улучшению результатов), видят относительно однородные результаты (как, например, у Джона) и переменчивые (как у Бена). Они видят и слышат жалобы и стенания мастера, когда его бесполезные и бессмысленные указания не выполняются буквально. Они видят, как рабочих сравнивают друг с другом, в то время как на самом деле рабочие не имеют возможности воздействовать на получение результатов: результаты полностью определяются системой, внутри которой они работают. А еще участники семинара видят, как рабочие теряют свою работу без какой-либо вины с их стороны, в то время как другие получаю премию, не имея особых заслуг (кроме той, что система относится к ним более лояльно).
Деминг указывает на некоторые очевидные особенности эксперимента плюс на несколько других, менее очевидных. Так, накопленные средние значения в конце каждого из четырех дней соответственно составляют:
Деминг спрашивает у аудитории, на каком значении установится среднее, если эксперимент продолжать дальше. Поскольку отношение белых и красных бусинок 4:1, для тех, кто знакомы с законами математики, ясно, что ответ должен быть 10,0. Но это оказывается не так. Это было бы правильным, если бы выборка производилась по методу случайных чисел. Но в действительности она осуществляется путем погружения лопатки в коробку. Это механическая выборка, а не случайная, для которой применимы математические законы. В качестве дополнительных доказательств Деминг приводит результаты, полученные при использовании в течение ряда лет четырех различных лопаток. Как минимум для двух из них традиционный статистик оценил бы результаты как «статистически значимо» отличающиеся от 10,0. А какой же тип выборки мы осуществляем в производственных процессах? Механический или случайный? В какое положение все это ставит тех, кто зависит только от стандартной статистической теории в приложении к промышленности?
Не все в этом эксперименте дает пример того, как не надо делать. В том, как организован процесс контроля, имеется важный положительный аспект. На первый взгляд, он противоречит одной из идей, которую Деминг иногда
Глава 6. Эксперимент с красными бусинами
рассматривает на своих семинарах, - и в процессе контроля имеет место разделение ответственности. На самом деле вклады каждого из контролеров в результат независимы один от другого; риск разделения ответственности здесь сведен к риску консенсуса. Этот вопрос обсуждается более подробно в главе 21 (см. также правило 4 в экспериментах с воронкой и мишенью).
Как в эксперименте с воронкой (см. главу 5), так и в эксперименте с красными бусинами возникает естественный вопрос: что же можно сделать для улучшения дел? Мы уже знаем ответ. Так как рассматриваемая система находится в состоянии статистического контроля, настоящих улучшений можно достигнуть только путем ее реального изменения. Их не получить воздействием на выходы, т.е. результаты работы системы: воздействие на выходы годится только в присутствии особых причин вариаций. Воздействие на результаты - это как раз то, на что нацелены правила 2, 3 и 4 в эксперименте с воронкой, на это же направлены и все эмоциональные восклицания мастера в данном эксперименте.
Воздействия на систему с целью устранения общих причин вариаций - обычно более трудная задача, чем действия по устранению особых причин. Так, в эксперименте с воронкой сама воронка может быть опущена или использована более мягкая ткань для покрытия стола, с тем чтобы погасить часть движений шарика после его падения. В эксперименте с красными бусинами каким-то образом доля красных бусинок в коробке должна быть уменьшена - путем введения улучшений на предшествующих стадиях производственного процесса или при поставках исходных материалов либо того и другого вместе.
Деминг ссылается на эксперимент с красными бусинами как «донельзя простой». Так и есть. Однако, как и в случае эксперимента с воронкой, передаваемые при этом идеи оказываются вовсе не такими уж простыми.
Перед учеными часто возникает ситуация, когда проверить ту или иную теорию экспериментально очень сложно или даже попросту невозможно. Например, когда речь идет о движении с околосветовыми скоростями или о физике в окрестностях черных дыр. Тогда на помощь приходят мысленные эксперименты. Предлагаем вам поучаствовать в некоторых из них.
Мысленные эксперименты это последовательности логических умозаключений, цель
которых - подчеркнуть некое свойство теории, сформулировать разумный
контрпример или доказать какой-то факт. В целом, любое доказательство в том или
ином виде - мысленный эксперимент. Главная прелесть умственных упражнений
заключается в том, что они не требуют никакого оборудования и зачастую - никаких
специальных знаний (как, например, при обработке результатов экспериментов LHC). Так что устраивайтесь поудобнее,
мы начинаем.
Пожалуй, самый известный мысленный эксперимент - это эксперимент с котом (точнее, кошкой), предложенный Эрвином Шредингером более 80 лет назад. Начнем с контекста эксперимента. В тот момент квантовая механика только начинала свое победное шествие, и ее необычные законы казались противоестественными. Один из таких законов - то, что квантовые частицы могут существовать в суперпозиции двух состояний: например, одновременно «вращаться» по часовой стрелке и против часовой стрелки.
Эксперимент. Представьте себе герметичный ящик (достаточно большой), в котором есть кот, достаточное количество воздуха, счетчик Гейгера и радиоактивный изотоп с известным временем полураспада. Как только счетчик Гейгера обнаруживает распад атома, специальный механизм разбивает ампулу с ядовитым газом и кот погибает. Спустя время полураспада изотоп с вероятностью 50 процентов распался и с точно такой же вероятностью остался цел. А значит и кот либо жив, либо умер - словно бы находясь в суперпозиции состояний.
Интерпретация. Шредингер хотел показать противоестественность суперпозиции, доведя ее до абсурда, - такая большая система, как целый кот, не может быть одновременно живой и мертвой. Стоит отметить, что с точки зрения квантовой механики тот момент, когда счетчик Гейгера срабатывает на распад ядра, происходит измерение - взаимодействие с классическим макроскопическим объектом. В результате суперпозиция должна распадаться.
Интересно, что физики уже проводят эксперименты, аналогичные введению кота в суперпозицию. Но вместо кота в них используются другие крупные по меркам микромира объекты - например, молекулы .
Этот мысленный эксперимент часто приводят в качестве критики специальной теории относительности Эйнштейна. Он основан на том, что при движении с околосветовыми скоростями замедляется течение времени в системе отсчета, связанной с движущимся объектом.
Эксперимент. Представьте себе далекое будущее, в котором существуют ракеты, которые могут перемещаться со скоростью, близкой к скорости света. На Земле есть два брата-близнеца, один из них - путешественник, а другой - домосед. Предположим, брат-путешественник сел на одну из таких ракет и совершил путешествие на ней, после чего вернулся. Для него, в тот момент, когда он летел на околосветовой скорости относительно Земли, время текло медленнее, чем для брата-домоседа. Значит, когда он вернется на Землю, он окажется моложе своего брата. С другой стороны, его брат сам двигался с околосветовой скоростью относительно ракеты - а значит, положение обоих братьев в некотором смысле эквивалентно и при встрече они вновь должны быть одного возраста.
Интерпретация.
В действительности брат-путешественник и брат-домосед
не эквивалентны, поэтому, как и подсказывает мысленный эксперимент,
путешественник окажется моложе. Интересно, что этот эффект наблюдается и в
настоящих экспериментах: короткоживущие частицы, путешествующие с околосветовой
скоростью, словно бы «живут» дольше из-за замедления времени в их системе
отсчета. Если попытаться расширить этот результат на фотоны, то окажется, что
они и вовсе живут в остановившемся времени.
В физике есть несколько понятий массы. Например, есть масса гравитационная - это мера того, как тело вступает в гравитационное взаимодействие. Именно она вжимает нас в диван, кресло, сиденье метро или пол. Есть масса инерционная - она определяет, как мы ведем себя в ускоряющейся системе координат (она заставляет нас отклоняться назад в трогающемся со станции поезде метро). Как видно, равенство этих масс - не очевидное утверждение.
В основе общей теории относительности лежит принцип эквивалентности - неотличимость гравитационных сил от псевдосил инерции. Один из способов это продемонстрировать - следующий эксперимент.
Эксперимент. Представьте себе, что вы находитесь в звукоизолированной, герметично закрытой кабине лифта с достаточным количеством кислорода и всего необходимого. Но при этом вы можете быть в любой точке Вселенной. Ситуация осложняется тем, что кабина может двигаться, развивая постоянное ускорение. Вы ощущаете, что вас слегка притягивает к полу кабины. Можете ли вы отличить - связано ли это с тем, что кабина находится, например, на Луне или с тем, что кабина движется с ускорением 1/6 ускорения свободного падения?
Интерпретация.
По мнению Эйнштейна - нет, не сможете. Поэтому и для
остальных процессов и явлений нет разницы между равноускоренным движением в
лифте и в поле силы гравитации. С некоторыми оговорками из этого следует, что
гравитационное поле можно заменить на ускоряющуюся систему отсчета.
Сегодня в существовании и материальности гравитационных волн не сомневается никто - год назад коллаборации LIGO и VIRGO поймали долгожданный сигнал от столкновения черных дыр. Однако в начале XX века, после первой публикации статьи Эйнштейна о волнах искажения пространства-времени, к ним относились скептически. В частности, даже сам Эйнштейн в какой-то момент сомневался в их реалистичности - они могли оказаться лишенной физического смысла математической абстракцией. Чтобы наглядно показать их реалистичность, Ричард Фейнман (анонимно) предложил следующий мысленный эксперимент.
Эксперимент. Для начала - гравитационная волна представляет собой волну изменения метрики пространства. Иными словами, она изменяет расстояние между объектами. Представьте себе трость, вдоль которой с очень малым трением могут перемещаться шарики. Пусть трость расположена перпендикулярно направлению движения гравитационной волны. Тогда, когда волна достигает трости, расстояние между шариками сначала сокращается, а затем увеличивается, в то время как трость остается неподвижной. Значит, они скользят и выделяют тепло в пространство.
Интерпретация.
Это значит, что гравитационная волна несет в себе энергию и
вполне реальна. Можно допустить, что трость сжимается и вытягивается вместе с
шариками, компенсируя относительное
движение, но, как сам
Фейнман, ее сдерживают электростатические силы, действующие между атомами.
Следующая пара экспериментов - «демоническая». Начнем с менее известного, но от того не менее красивого Демона Лапласа, который позволяет (или нет) узнать будущее Вселенной.
Эксперимент. Представьте себе, что где-то существует огромный, очень мощный компьютер. Настолько мощный, что он может, взяв в качестве отправной точки состояние всех частиц Вселенной, рассчитать, как эти состояния будут развиваться (эволюционировать). Иными словами, этот компьютер может предсказывать будущее. Чтобы было еще интереснее, представим себе, что компьютер предсказывает будущее быстрее, чем оно наступает, - скажем, за минуту он может описать такое состояние всех атомов во Вселенной, какого они достигнут через две минуты от момента начала расчета.
Предположим, в 00:00 мы запустили расчет, дождались его конца (в 00:01) - теперь у нас есть предсказание на 00:02. Запустим второй расчет, который завершится в 00:02 и предскажет будущее в момент 00:03. А теперь обратите внимание на то, что сам компьютер - тоже часть нашей вымышленной Вселенной. Это значит, что в 00:01 он знает свое состояние на момент 00:02 - знает результат расчета состояния Вселенной на момент времени 00:03. А следовательно, повторив такой же прием, можно показать, что машина знает будущее Вселенной в 00:04 и так далее - до бесконечности.
Интерпретация.
Очевидно, что скорость расчета, реализующаяся в материальном
устройстве, не может быть бесконечной - следовательно, предсказать будущее с
помощью компьютера невозможно. Но стоит отметить несколько важных моментов.
Во-первых, эксперимент запрещает материального демона Лапласа - состоящего из
атомов. Во-вторых, следует отметить, что демон Лапласа возможен в условиях,
когда время жизни Вселенной фундаментально ограничено.
И напоследок, Демон Максвелла, - классический эксперимент из курса термодинамики. Он был введен Джеймсом Максвеллом, чтобы проиллюстрировать способ нарушить второе начало термодинамики (то самое, запрещающее создание вечного двигателя в одной из своих формулировок).
Эксперимент. Представьте себе средних размеров герметичный сосуд, разделенный внутри перегородкой на две части. В перегородке есть небольшая дверца или люк. Рядом с ней сидит разумное микроскопическое существо - собственно демон Максвелла.
Наполним сосуд газом при некоторой температуре - для определенности кислородом при комнатной температуре. Важно помнить, что температура - это число, отражающее среднюю скорость движения молекул газа в сосуде. Например, для кислорода в нашем эксперименте эта скорость равна 500 метрам в секунду. Но в газе есть молекулы, двигающиеся быстрее и медленнее этой отметки.
Задача демона - следить за скоростями частиц, подлетающих к дверце в перегородке. Если частица, летящая из левой половины сосуда, имеет скорость больше 500 метров в секунду, демон ее пропустит, открыв дверь. Если меньше - частица не попадет в правую половину. И наоборот, если частица из правой половины бака имеет скорость меньше, чем 500 метров в секунду, демон ее пропустит в левую половину.
Подождав достаточно долго, мы обнаружим, что средняя скорость молекул в правой половине сосуда выросла, а в левой опустилась, - значит выросла и температура в правой половине. Мы можем воспользоваться этим избыточным теплом, например, для работы тепловой машины. При этом для сортировки атомов нам не потребовалась внешняя энергия - всю работу проделал демон Максвелла.
Интерпретация. Главное последствие работы демона - уменьшение общей энтропии системы. То есть, после разделения атомов на горячие и холодные мера хаотичности состояния газа в сосуде уменьшается. Второй закон термодинамики строго запрещает это для замкнутых систем.
Но в действительности эксперимент с демоном Максвелла оказывается не таким парадоксальным, если включить в описание системы самого демона. Он тратит работу на открытие и закрытие створки, а также, и это немаловажно, на измерение скоростей атомов. Все это компенсирует падение энтропии газа. Отметим, что существуют эксперименты по созданию аналогов демонов Максвелла.
Особенно примечательна «броуновская трещотка» - хотя сама она не разделяет молекулы на теплые и холодные, она пользуется хаотичным броуновским движением для произведения работы. Трещотка состоит из лопастей и шестерни, которая может вращаться лишь в одну сторону (ее ограничивает специальный зажим). Лопасть должна вращаться случайным образом, при этом совершить полноценный оборот ей удастся, только если ее предполагаемое направление вращения совпадет с разрешенным вращением шестерни. Однако Ричард Фейнман подробно проанализировал устройство и объяснил, почему оно не работает - усредненное воздействие частиц в камере будет обнуляться.
Владимир Королёв
Этот мысленный эксперимент родился в споре между философами Джоном Локком и Уильямом Молинье.
Представьте слепого с рождения человека, который знает, чем на ощупь отличается шар от куба. Если он внезапно прозреет, сможет ли он визуально отличить эти предметы? Не сможет. До тех пор, пока тактильное восприятие не будет связано с визуальным, он не будет знать, где находится шар, а где - куб.
Эксперимент показывает, что до определённого момента у нас нет никаких знаний о мире, даже тех, которые кажутся нам «естественными» и врождёнными.
Мы считаем, что Шекспир, Толстой, Моцарт - гении, ибо их творения уникальны и совершенны. А если бы вам сказали, что их произведения не могли не появиться?
Теория вероятности утверждает, что всё, что может произойти, обязательно произойдёт в бесконечности. Если бесконечное количество обезьян посадить за печатные машинки и дать им бесконечное количество времени, то когда-нибудь одна из них обязательно слово в слово повторит какую-нибудь пьесу Шекспира.
Всё, что может случиться, должно случиться - какое тут место личному таланту и достижениям?
Мы знаем, что утро сменится ночью, что стекло разбивается при сильном ударе, а падающее с дерева яблоко полетит вниз. Но что порождает в нас эту убеждённость? Реальные связи между вещами или наша вера в эту реальность?
Философ Дэвид Юм показал, что наша убеждённость в причинно-следственных связях между вещами не более чем вера, которая порождена нашим предыдущим опытом.
Мы убеждены, что вечер сменит день, только потому, что всегда до этого момента вечер сменял день. Абсолютной уверенности у нас быть не может.
Представим два бильярдных шара. Один бьётся о другой, и мы считаем, что первый шар является причиной движения второго. Однако мы можем представить, что второй шар останется на месте после столкновения с первым. Нам ничто не запрещает сделать это. Значит, из самого движения первого шара логически не вытекает движение второго и причинно-следственная связь основана исключительно на нашем предыдущем опыте (ранее мы множество раз сталкивали шары и видели результат).
Философ Джон Харрис предложил вообразить мир, отличающийся от нашего двумя вещами. Во-первых, в нём считается, что позволить человеку умереть - то же самое, что и убить его. Во-вторых, операции по пересадке органов в нём всегда выполняются удачно. Что из этого следует? В таком обществе донорство станет этической нормой, ведь один донор может спасти множество людей. Тогда в нём проводится лотерея, которая в случайном порядке определяет человека, который должен будет пожертвовать собой, чтобы не дать умереть нескольким больным.
Одна смерть вместо многих - с точки зрения логики это оправданная жертва. Однако в нашем мире это звучит кощунственно. Эксперимент помогает понять, что наша этика построена не на рациональном базисе.
Философ Дэвид Чалмерс в 1996 году в одном из своих докладов озадачил мир понятием «философского зомби». Это воображаемое существо, которое во всём идентично человеку. Оно встаёт по утрам под звук будильника, идёт на работу, улыбается знакомым. Его желудок, сердце, мозг работают так же, как у человека. Но при этом у него нет одного компонента - внутренних переживаний происходящего. Упав и повредив колено, зомби закричит как человек, но боли он не почувствует. В нём нет сознания. Зомби действует как компьютер.
Если человеческое сознание - результат биохимических реакций в мозге, то чем в таком случае человек будет отличаться от такого зомби? Если зомби и человек на физическом уровне ничем не отличаются, что же тогда такое сознание? Иначе говоря, есть ли в человеке что-то такое, что не обусловлено материальными взаимодействиями?
Этот эксперимент предложил философ Хилари Патнэм.
Наше восприятие устроено следующим образом: органы чувств воспринимают данные извне и преобразуют их в электрический сигнал, который отправляется в мозг и расшифровывается им. Представим следующую ситуацию: мы берём мозг, размещаем его в специальном поддерживающем жизнедеятельность растворе, а электрические сигналы посылаем посредством электродов точно таким же образом, как это делали бы органы чувств.
Что бы переживал такой мозг? То же самое, что и мозг в черепной коробке: ему бы казалось, что он человек, он «видел» и «слышал» бы что-то, размышлял бы о чём-то.
Эксперимент показывает, что у нас нет достаточных оснований утверждать, что наш опыт - окончательная реальность.
Вполне возможно, что все мы находимся в колбе, а вокруг нас нечто вроде виртуального пространства.
Чем отличается компьютер от человека? Можно ли представить будущее, в котором машины заменят людей во всех сферах деятельности? Мысленный эксперимент философа Джона Сёрля даёт понять, что нет.
Представьте человека, запертого в комнате. Он не знает китайского языка. В комнате есть щель, через которую человек получает вопросы, записанные на китайском. Он не может ответить на них сам, он даже прочитать их не может. Однако в комнате имеются инструкции по преобразованию одних иероглифов в другие. То есть там говорится, что если вы видите на бумаге такое-то сочетание иероглифов, то вам следует ответить таким-то иероглифом.
Таким образом, благодаря инструкциям по преобразованию иероглифов человек сможет отвечать на вопросы на китайском языке, не понимая ни смысла вопросов, ни своих собственных ответов. Это и есть принцип работы искусственного интеллекта.
Философ Джон Ролз предложил вообразить группу людей, которым предстоит создать некое общество: законы, государственные структуры, социальный порядок. Эти люди не имеют ни гражданства, ни пола, ни какого-либо опыта - то есть, проектируя общество, они не могут исходить из собственных интересов. Они не знают, какая роль выпадет каждому в новом социуме. Какое общество они построят в результате, из каких теоретических предпосылок будут исходить?
Вряд ли им оказалось бы хоть одно из существующих сегодня обществ. Эксперимент показывает, что все социальные организации на практике так или иначе действуют в интересах определённых групп людей.
На дороге лежит червяк, и вы проходите мимо него. Знает ли червяк, что вы разумный? Червяк даже не представляет о концепции разума, потому что вы являетесь намного более разумным, чем он. Так, червяк не имеет понятия о том, что что-то разумное прошло мимо него. Это заставляет задуматься, может ли у нас быть представление о том, что некие суперсущества также «проходят» мимо нас. Может, они не заинтересованы нами, потому что мы слишком глупы для них, чтобы даже помыслить о возможном диалоге? Вы не проходите мимо червяка с мыслями вроде «интересно, а о чём он думает?» Это может быть одним из лучших объяснений, почему инопланетяне до сих пор не вошли с нами в контакт. Если и наблюдают за нами, то они могли прийти к выводу, что признаков разумной жизни на Земле нет.
У любого объекта, имеющего массу, есть гравитационное поле. Таким образом, в момент рождения ребёнка его гравитационное поле становится самостоятельным и начинает распространяться по космосу со скоростью света в виде постоянно растущей сферы.
Сила нашего гравитационного поля ослабевает на расстоянии, но никогда не достигает нуля. Так, распространяющиеся в бесконечности волны уже спустя 8,3 минуты после нашего рождения коснулись поверхности Солнца. 5,5 часа спустя они достигли Плутона.
Через 1 год наше гравитационное поле расширяется до сферы с диаметром 11,8 триллиона миль. Через 4 года с небольшим поле проскальзывает по поверхности нашей ближайшей из известных звёзд - Проксимы Центавра. К тридцати годам наше гравитационное поле расширяется на 300 триллионов миль вокруг нас в космосе.
Всё ещё чувствуете себя маленькими? От чего становится действительно не по себе, так это от того, что, когда мы умрём, наше гравитационное поле будет продолжать существовать вечно, бесконечно распространяясь по Вселенной, проходя через галактику Андромеды спустя миллионы лет и выходя за её пределы.
Частички всех, кого мы когда-либо знали, живых и нет, проносятся прямо сейчас через глубины космоса. Гравитационные поля наших самых далёких предков и всего, что когда-либо существовало, мчатся через Вселенную, вечно уменьшаясь, но никогда по-настоящему не исчезая.
Каково это испытать путешествие во времени назад? Сначала кажется, что вы просто будете наблюдать всё как бы в обратной перемотке, но если задуматься, то ощущаться будет это совершенно иначе.
В каждый отдельный момент времени, давайте назовём его T=0, мы обрабатываем информацию, закодированную в нашем мозге, которая отражает воспоминания из прошлого, моменты: T=-1, T=-2, T=-3 и т. д., а также гораздо более нечёткие ожидания и визуализацию будущего: T=1, 2, 3 и т. д.
Обычно от момента T=0 мы следуем к T=1. В это время физические процессы создают в памяти запись о мгновении T=0, которое встаёт в длинной череде моментов из прошлого.
Теперь давайте предположим, что вместо этого мы следуем назад, к T=-1. Есть ли у нас воспоминания о T=0? Нет. Их нет, потому что мы вернулись назад во времени к моменту, когда Вселенная существовала в T=-1, и в то мгновение у нас были воспоминания о T=-2 и только лишь ожидания T=0. И если мы вернёмся к T=-2, тогда в этот момент у нас будут воспоминания о T= -3 и ожидания T=-1.
Таким образом, неважно, как далеко назад мы вернёмся, в каждый отдельный момент времени мы по-прежнему будем помнить о предыдущем и представлять последующий. Момента, в который мы могли бы увидеть, как яйцо собирается в целое вместо того, как оно разбивается, нет. По ощущениям это будет то же самое, что и двигаться вперёд.
И теперь к нам приходит осознание того, что мы не можем двигаться назад. Если каждый момент движения назад ощущается точно так же, как и момент при движении вперёд, тогда что это может значить? Движемся ли мы вообще вперёд?
В ясную ночь ложитесь на своём заднем дворе и всмотритесь в звёзды.
Сначала вы будете ощущать знакомый комфорт отдыха на устойчивой земле, глядя на звёзды, мерцающие в небе. Но только задумайтесь, что мы на самом деле не «здесь» и звёзды на самом деле не «там». Это всё иллюзия. В реальности мы «прилипли» к поверхности сферы, которую швыряет в пространстве из стороны в сторону с огромной скоростью. Вы не просто смотрите на статичный звёздный небосвод, вы видите просторы космоса почти так, как если бы вы были в кабине гигантского космического корабля.
Представьте, что вы чёрный квадрат на белом листе бумаги. Добро пожаловать во Флэтленд. Вы можете перемещаться здесь абсолютно свободно, но только в двух измерениях. Здесь просто нет третьего и не существует верха и низа.
Но существуют ли здесь трёхмерные объекты? Да, они есть. Но жители Флэтленда, такие как вы, никогда не увидят их. Вы можете видеть только плоскость трёхмерного объекта.
Теперь представьте, что на другой стороне листа бумаги вы обнаружили себе подобного. Можете ли вы добраться до другой стороны, чтобы поздороваться с соседом? Ведь с ним вас разделяет плоскость, и кажется невероятным, что вы можете проникнуть на другую сторону, притом что проделать отверстие невозможно, потому что третьего измерения не существует.
Но всё-таки вероятность есть. Если бы лист представлял собой ленту Мёбиуса, то, например, муравей прополз бы по всей длине этого листа и вернулся бы к своей исходной точке, пройдя по обеим его сторонам, но не пересекая его края.
То есть для этого Флэтленду нужен изгиб. Но допустим ли он? Не сделается ли таким образом Флэтленд трёхмерным пространством? И да и нет. Лента Мёбиуса трёхмерна, но, как и муравьи на ней, жители Флэтленда, ограничены двумя измерениями листа бумаги.
Будучи людьми, мы похожи на жителей Флэтленда в том смысле, что мы ограничены тремя измерениями и не можем по желанию путешествовать в четвёртом.
Представьте ленту Мёбиуса, сделанную из нашей Вселенной в трёхмерном пространстве, которое также имеет изгиб, дающий доступ в параллельную вселенную. Так же, как жители Флэтленда, мы можем познакомиться с жителями «другой стороны нашей трёхмерной вселенной», то есть из параллельной вселенной. Мы можем обнаружить вселенную, которая резко отличается от нашей.
Но где же находится этот изгиб? И, вообще, существует ли он? Каковы последствия существования этой ленты Мёбиуса? Возможно ли, что этот изгиб создали суперсущества, имеющие доступ к 4-м измерениям, просто ради забавы, так же как и мы можем склеить ленту Мёбиуса для муравьёв? Это лишь некоторые из многих вопросов...
Я наполовину слеп, то есть я абсолютно ничего не вижу левым глазом. Это значит, что я не вижу ничего вообще. Всего этого просто не существует. Большинство людей не понимают, что значит «не видеть ничего». И когда они задаются этим вопросом, я обычно отвечаю так.
Поднимите свою руку перед своим лицом. Посмотрите на неё. Вы видите, как выглядит ваша рука прямо сейчас? Продолжайте думать о своей руке. А теперь уберите руку за голову. Как ваша рука выглядит сейчас? Никак. Рука, которую вы видели перед собой, теперь находится вне поля вашего периферического зрения, и её просто нет. Теперь представьте, что ваше периферическое зрение с левой стороны сократилось, и вы видите только половину поля зрения. Как раз так вижу я.
Американский педагог, предприниматель и бывший аналитик хедж-фонда Сал Хан предложил удивительный и вдохновляющий мысленный эксперимент во время своей речи на церемонии вручения дипломов студентам MIT в 2012 году.
«Представьте себя через 50 лет. Вам недавно стукнуло 70, ваша карьера близится к концу. Вы сидите на диване, только что посмотрев голографическое обращение президента Кардашьян.
Вы начинаете вспоминать свою жизнь, размышлять о всех самых важных моментах. Думать об успехах в карьере, о том, смогли ли вы обеспечить свою семью. Но потом вы задумываетесь, о чём вы сожалеете, обо всех тех вещах, которые вы хотели бы сделать немного иначе. Я догадываюсь, что такие моменты будут.
Представьте, что в момент, как вы будете думать об этом, появится джинн из ниоткуда и скажет: «Я подслушал ваши сожаления. Они действительно веские. Но так как вы хороший человек, я готов дать вам второй шанс, если вы хотите». Вы говорите: «Конечно», и джинн щёлкает пальцами.
Внезапно вы окажетесь там, где вы сидите сегодня. Ощутив своё подтянутое здоровое 20-летнее тело, вы начинаете понимать, что это произошло на самом деле. У вас действительно есть шанс сделать всё заново, чтобы построить карьеру и крепкие отношения».
Философия не наука, философия - это образ жизни. Рассуждения о воображаемых жуках в коробках, не родившихся свиньях и жизни паука в писсуаре могут вызвать серьёзные опасения за психическое здоровье участников таких дискуссий, однако не спешите крутить пальцем у виска - лучше попробуйте поразмыслить, что скрывается за той или иной, казалось бы, надуманной проблемой.
С помощью таких мысленных упражнений человек способен решить сложнейшие вопросы бытия и сознания (вы, кстати, уже знаете, что для вас первично?) и даже обрести душевное равновесие. Конечно, пока очередной философ не подкинет ещё одну парадоксальную задачку. Предлагаем вам 9 мысленных экспериментов, которые, возможно, не изменят вашу жизнь, но, по крайней мере, заставят крепко задуматься.
«Двоих арестовали за ограбление банка и поместили в разные камеры. Следователь предложил каждому сделку: „Если вы признаетесь, а ваш сообщник будет молчать, я сниму все обвинения, выдвинутые против вас, а он получит огромный срок. Если подельник даст показания, а вы будете молчать, его отпустят и посадят вас на точно такой же срок. Если признаетесь оба, то получите срок, но я выхлопочу вам двоим условно-досрочное освобождение. Если же ни один из вас не признается, придётся посадить обоих, но ненадолго, потому что прямых улик против вас нет“».
Если предположить, что оба обвиняемых заботятся только о минимальном сроке для себя, то у каждого возникает непростая дилемма, в которой вариант предательства доминирует над сотрудничеством с сообщником из-за того, что один не знает, как себя поведёт другой. Лучшим выходом из ситуации для обоих является молчание, однако, рассуждая рационально, практически каждый человек приходит к тому, что предать выгоднее, чем сотрудничать, независимо от того, как себя поведёт подельник. Рациональность каждого вместе приводит их к нерациональному решению.
Если при этом за ним, например, через окно, наблюдают люди, говорящие по-китайски, у них сложится полное впечатление, что человек в комнате также знает и этот язык.
Джон Сёрль
Эксперимент, как считал его автор, американский философ Джон Сёрль, - это весомый аргумент против возможности создания искусственного разума. Даже если компьютер способен распознавать речь и формулировать предложения, на самом деле он не понимает их смысл, потому что действует по программе, заложенной в него человеком, так же как человек в комнате действует по инструкции и составляет правильные фразы на китайском, но на самом деле не знает этого языка.
Некоторые исследователи выдвигают аргументы против концепции Сёрля, утверждая, что необходимо рассматривать комнату, книгу с инструкциями и человека в системе, и это говорит о том, что взаимодействие трёх компонентов действительно позволяет системе понимать китайский язык. Другие полагают, что человеческое мышление - манипуляция понятиями, которые заложены в мозг обучением так же, как программа может быть загружена в машину, поэтому ничего невозможного в создании компьютерного разума нет.
«Из всех аргументов в пользу вегетарианства те, которые озвучивают люди, - самые слабые. Свинья больше всех заинтересована в спросе на бекон. Если бы все были евреями, то свиней в мире бы почти не осталось».
Конечно, утверждение очень спорное: что лучше, например, когда 20 млрд человек живут в нищете или когда 10 млрд купаются в роскоши? Если последнее, то как быть с 10 млрд личностей, которые никогда не появятся на свет? С другой стороны, как вообще можно беспокоиться о тех, кого никогда не будет? Каждый для себя решает сам.
wikimedia.org
