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思考実験 （しこうじっけん、英 thought experiment、独 Gedankenexperiment）とは、頭の中で想像するだけの実験[1]。科学の基礎原理に反しない限りで、極度に単純・理想化された前提（例えば摩擦のない運動、収差のないレンズなど）により遂行される[2]。思考実験の例としては、古代ギリシャの「アキレスと亀」やガリレオといった古典から、サンデル講義で有名になった「トロッコ問題」、映画『マトリックス』のモチーフとなった「水槽の中の脳」、アインシュタインと量子力学の闘いといった先端科学までわたる[3]。 実際に実験器具を用いて測定を行うことなく、ある状況で理論から導かれるはずの現象を思考のみによって演繹すること。いわゆるシミュレーションも実際の対象を使わない点で共通するが、シミュレーションはモデルを使って行うものであり、少なくとも具体的な数値や数式を用いて詳細な結果を得る。これに対して、思考実験はよりあいまいで概念的な結果を求めるものを指す。 とりわけ科学史上、特殊な状況に理論を当てはめることによる帰結と、実験を必要としない日常的経験とを比較することによって、理論のより深い洞察に達してきた考察や、元の理論を端的に反駁し、新たな理論の必要性を示すとともに、それを発展させるのに利用されてきた考察を指すことが多い。 この言葉自体は、エルンスト・マッハによって初めて用いられた。 有名な例としては、アインシュタインが光の速度と慣性系の関係についての洞察から特殊相対性理論に達した考察が挙げられる。
- ピンポン球問題 （無限）（Ping-pong ball conundrum）
- モンティ・ヘル問題 （無限）（Monty Hell problem）
- モンティ・ホール問題 （確率論、情報）
- 無限の猿定理 （無限、確率論）
- ゼノンのパラドックス （無限小、極限）
- ガブリエルの笛 （Gabriel's Horn）
物理学の分野で使われる思考実験には、以下のようなものがある。
- ガリレオの船 （力学、1632年）（Galileo's ship）
- ニュートンのバケツ （力学）（Bucket argument）
- ラプラスの悪魔 （古典力学、決定論）
- カルノーサイクル （熱力学）
- マクスウェルの悪魔 （熱力学、1871年）
- ブラウン・ラチェット （熱力学）
- GHZ実験 （量子力学）（GHZ experiment）
- EPRパラドックス （量子力学）
- シュレディンガーの猫 （量子力学）
- 量子自殺 （量子力学）（Quantum suicide）
- ウィグナーの友達 （量子力学、心の哲学）（Wigner's friend）
- 双子のパラドックス （特殊相対性理論）
- ウィトゲンシュタインの杖 （Wittgenstein's rod）
哲学の分野では頻繁に思考実験が使われる。以下のようなものがある。
- 世界五分前仮説（認識論, 懐疑主義）
- ヘンペルのカラス （科学哲学、論理学）
- 双子の地球 （言語哲学）（Twin Earth thought experiment）
- シミュレーテッドリアリティ（計算機科学, 認知科学）
- タンクの中の脳 （認識論, 心の哲学）（Brain-in-a-vat）
- 中国脳 （物理主義, 心の哲学）（China brain）
- チューリング・テスト （心の哲学, 人工知能, 計算機科学）
- 中国語の部屋 （心の哲学, 人工知能, 認知科学）
- 哲学的ゾンビ （心の哲学, 人工知能, 認知科学）
- マリーの部屋 （心の哲学）（Mary's room）
- スワンプマン（沼男） （アイデンティティー、心の哲学）
- テセウスの船 （同一性）
- コンディヤックの立像（コンディヤックは『感覚論』にて身体機関は全く人間と同じな立像［statue］に一つ筒感覚を付与するという思考実験で、自身の説の正しさを示した）
- 神の残骸 （宗教）（God's Debris）
- 原初状態 （政治学）（Original position）
- 社会契約説
- トロッコ問題 （倫理）
- 臓器くじ （倫理）
- ザ・バイオリニスト （倫理）（The Violinist）
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