一 强大的烧脑片背后，总有一位物理学家作为顾问

（左为物理大神基普索恩，右为电影大神诺兰）

在《星际穿越》中的科学顾问-基普索恩（Kip Throne），这位来自美国的天文物理学家，在本次《信条》的电影中，也同样作为科学顾问。

延伸知识1——基普·S·索恩简介：

基普·S·索恩Kip Stephen Thorne（1940年6月1日－ ）是美国理论物理学家，2017年10月3日，因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献，荣获诺贝尔物理学奖。 他的主要贡献在于引力物理和天体物理学领域，很多活跃于相关领域的新一代科学家都曾经接受过他的培养和训练。索恩和英国物理学家斯蒂芬·霍金，以及美国天文学家、科普作家、科幻小说作家卡尔·萨根保持了长期的好友和同事关系。他目前担任加州理工学院费曼理论物理学教授，是当今世界上研究广义相对论下的天体物理学领域的领导者之一。

索恩的研究方向主要为相对论天体物理学和引力物理，着重于对相对论性星体和黑洞，特别是引力波的研究。对于公众而言，索恩最著名且富有争议的理论可能就是他关于虫洞或许能够作为时间旅行工具的假说。不过，索恩真正的科学贡献其实涵盖了广义相对论里以时空和引力本性为中心的几乎全部的话题。

引力波和LIGO在当今世界上研究引力波的众多物理学家当中，索恩被认为是权威之一。他的工作主要包括对引力波形的预测和引力波的探测。索恩是激光干涉引力波天文台（LIGO）的主要发起者：1984年索恩与其他人合作创建了LIGO计划，这成为了美国国家科学基金会投资的最大项目。LIGO运用激光干涉的方法测量微小的长度变化，这些长度变化则来自引力波引起的时空扰动。索恩不仅开创了计算干涉仪对引力波信号响应的数学方法，他还为LIGO一些实验中不能实现的特色执行了工程设计上的分析工作，并对数据分析的算法给出了建议。长久以来，索恩给予了LIGO尽可能多的理论支持，包括指明了LIGO所要探测的目标波源，设计了光束管道中用来控制散射光的反射板。他还和莫斯科的弗拉基米尔·布拉金斯基的研究小组合作研究开发了用于新一代引力波探测器的量子非破坏性测量（QND）器件设计，并提出了降低影响引力波探测器的主要噪声之一，即热弹性噪声的数种解决方案。索恩还和新墨西哥大学的卡尔顿·卡维斯一起开发了用于谐振子正交幅度的量子非破坏性测量的非干扰（back-action evasion）逼近技术，这种技术可以有效应用于引力波探测和量子光学中。

研究领域：黑洞宇宙学 虫洞和时间旅行 相对论性星体、多极子和其它

个人作品：《黑洞与时间弯曲》——爱因斯坦的幽灵

延伸知识2——宇宙四部曲内容简介:

《时间简史》时间有初始吗？它又将在何地终结呢？宇宙是无限的还是有限的？史蒂夫.霍金以朴实精炼的语言给了我们极大的阅读乐趣。对遥远星系、黑洞、夸克、大统一理论、反物质、“时间箭头”等进行了深入探讨，《时间简史》涉及经典力学、电磁力学、相对论、量子力学、弦论等多个方面，讲述了宇宙的起源、空间与时间的本质、时间旅行的可能性、物理学的统一等话题。自1988年首版以来的十年岁月里，已成为科学著作的里程碑，在全球销售已近1000万册。

《黑洞与时间弯曲》是基普.索恩(Kip S.Thorne)花费15年时间，写就的一部介绍宇宙物理研究历史和发展情况的科普著作，成熟时间介于《时间简史》和《宇宙的琴弦》之间。索恩先生在书中不仅系统地介绍了宇宙物理学的发展历史、代表人物、理论的冲突和科研上的合作与竞争，介绍了物理学家们的个人特质对科研活动产生的影响和做出的贡献，而且介绍了从光学望远镜、射电望远镜到引力波探测仪的不同探测手段的发展过程，以及在不同探测手段下宇宙所展现出来的激动人心的一面，为我们梳理出了一条清晰的宇宙物理学的发展脉络。

《宇宙的琴弦》中格林十分精妙地把科学思想与写作融合起来。《宇宙的琴弦》撩开了弦理论的神秘面纱，揭示了一个十一维的宇宙。那里，空间的纤维撕裂了又自己缝合起来，一切物质——从*小的夸克到*巨大的超新星——都在微观的小能量环的振动中产生。本书荣获2000年安万特科学图书奖。从愉快的园中漫步到浇花龙头上的蚂蚁，为了说明现代物理学正在揭示的美妙而困惑的实在，格林用了很多例子。《宇宙的琴弦》的才情令人眩晕，也没有哪本书像它那样启迪思想，愉悦读者。它真是一部科学的杰作——一次愉快清心的现代物理学旅行，让我们比以前离宇宙更近了……

《宇宙的结构：空间、时间以及真实性的意义》该书具有更高的立足点。如果说《宇宙的琴弦》是在相对论和量子论的框架下具体地介绍弦理论及其物理学结果。那么本书则是从更高的角度来讨论时空和宇宙的物理学。《宇宙的结构：空间、时间以及真实性的意义》：第一部分从“实在性”讨论时空，特别是量子时空；第二部分讲时间的方向性，从经典与量子的角度讨论时间箭头：第三部分讲时空和宇宙学，涉及了一些新内容，比如暴胀宇宙和相关的宇宙学问题；第四部分讲大统一的起源，即从弦和膜的观点来讨论宇宙学问题；第五部分讲实在与幻想，谈一些新实验（比如引力波和基本粒子的新实验），也谈时空旅行和时间机器，还展望了弦理论的未来。

作者简介: 《时间简史》　　作者：史蒂芬.霍金（StephenW.Hawking），1942年出生于伽利略逝世的三百周年纪念日。他现任剑桥大学卢卡斯数学教授（一度曾为牛顿所任），并广被尊崇为继爱因斯坦以来杰出的理论物理学家。

《黑洞与时间弯曲》　　作者：基普.索恩(Kip S.Thorne),美国加利福尼亚理工学院费曼物理学教授，曾与惠勒合著《引力》。1994年获得美国物理学联合会（AIP）科学著作奖。

《宇宙的结构》《宇宙的琴弦》　　作者：格林，毕业于哈佛大学，在牛津大学获博士学位，曾是那的Rhodes学者。1990年，他来到康奈尔大学物理系，1995年被聘为教授，1996年到哥伦比亚大学任物理学和数学教授。他曾在20多个国家开过普及和专业讲座，公认在超弦理论中有过许多开拓性的发现。他现在住纽约绮色佳。

二、人活着就是在对抗熵增定律，生命以负熵为生。

这是一个非常复杂的科学专有名词，因为「熵」并非是摸得到的实际物体，而是表达能量或物质「有序」或「失序」的状态，是一种透过数学的方式求得而来的参量。
「熵」的概念最早由德国物理学家克劳修斯在1865年提出，并以公式表示：
△S=△Q/T当中的Q为热量，T为时间；S「熵」就是「热量差」除以「时间」得出来的商数。(1) 自然界是朝着最大乱度前进（有序到无序状态）
(2) 自然界里「熵」值会持续增加（熵增定律）
而在《信条》这部电影里的世界，有一种未来技术是能够让这个自然界守则「逆转」；也就是能够让以上两大重点成为：
(1) 能够让东西从无序状态到有序状态（朝着最小乱度前进）
(2) 「熵」值会减小

延伸知识3——熵增理论与社会发展

三个词非常重要：孤立系统、无外力做功、总混乱度（熵）。

孤立系统总是趋向于熵增，最终达到熵的最大状态，也就是系统的最混乱无序状态。但是，对开放系统而言，由于它可以将内部能量交换产生的熵增通过向环境释放热量的方式转移，所以开放系统有可能趋向熵减而达到有序状态。
熵增的热力学理论与几率学理论结合，产生形而上的哲学指导意义：事物的混乱程度越高，则其几率越大。
任何一个系统，只要满足封闭系统，而且无外力维持，它就会趋于混乱和无序。

熵增理论从定义来说，熵增的条件有两个：封闭系统＋无外力做功。只要打破这两个条件，我们就有可能实现熵减。所以无论是个人还是社会发展，都需要采取开放系统+引入外力+智能化的方案。
就拿生活来说，每天会有各种各样的琐事涌来，如果我们任由其发展，那我们的生活就会变得越来越混乱。这种状态就是生活陷入了极度的熵增状态，被无数的混乱的事情牵着走，丧失了生活的掌控权。如果我们不主动投入能量做熵减，生活就会脱离我们的掌控。
解决方法①：主动做工—— 你要每天都保持清晰的思绪，主动投入时间和精力，去理清你的情绪，理清你每天所做之事，理清你想要的是什么。

解决方法②：开放系统—— 把过去的熵埋葬，然后拥抱新的明天。远离平衡态，放弃舒适圈，不断超越自己。不要灰心，继续坚持熵减，等到有一天会有奇迹。
解决方法③：努力智能化—— 降低信息熵， 当你信息有局限的时候，要做成一件事，你就需要更多的能量，产生更多的熵。这也是为什么历来伟人都博览群书的原因。

人活着就是在对抗熵增定律，生命以负熵为生。——薛定谔《生命是什么》

延伸知识4——薛定谔：《生命是什么》

埃尔温·薛定谔（Erwin Schrödinger，1887年8月12日—1961年1月4日），男，奥地利物理学家，量子力学奠基人之一，发展了分子生物学。维也纳大学哲学博士。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论，和狄拉克（Paul Dirac）共获1933年诺贝尔物理学奖。又于1937年荣获马克斯·普朗克奖章。
物理学方面，在德布罗意物质波理论的基础上，建立了波动力学。由他所建立的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律，它在量子力学中的地位大致相似于牛顿运动定律在经典力学中的地位。[1]提出薛定谔猫思想实验，试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。亦研究有关热学的统计理论问题。在哲学上，确信主体与客体是不可分割的。主要著作有《波动力学四讲》《统计热力学》《生命是什么？——活细胞的物理面貌》等。

《生命是什么》（全称：《生命是什么——生物细胞的物理学见解》）是奥地利物理学家埃尔温·薛定谔创作的生物学著作，于1944年首次出版。

在《生命是什么》一书中，薛定谔通过热力学和量子力学理论来解释生命的本质，引入非周期性晶体、负熵、遗传密码、量子跃迁式突变等概念来说明有机体物质结构、生命的维持和延续、遗传和变异等现象，从而推动了分子生物学的诞生。

《生命是什么》因出诺贝尔物理学奖获得者薛定谔之手，在物理学阵营中有较强的号召力，吸引了一大批物理学家投身于分子生物学研究。它直接启发了DNA双螺旋结构模型和基因调控的操纵子学说的提出，以及后来对遗传密码的解读。

《生命是什么》书中主要谈了三个问题：一是从信息学的角度提出了遗传密码的概念，提出了大分子――非周期性晶体――作为遗传物质（基因）模型；二是从量子力学的角度论证了基因的持久性和遗传模式的长期稳定性的可能性；三是提出了生命“以负熵为生”，从环境中抽取“序”来维持系统的组织的概念，这是生命的热力学基础。

第一章薛定谔首先涉及“古典物理学家对这个主题的探讨”。这个主题讨论的是：在一个生命有机体的范围内，在空间和时间上发生的事件，如何用物理学和化学来解释。薛定谔给出的初步答案是：当前的物理学和化学在解释这些事件时显得无能为力，决不能成为怀疑这些事件可以用物理学和化学来解释的理由。

第二章讨论遗传机制问题。薛定谔先是介绍了当时遗传学已取得的知识，而薛定谔所关心的是：基因作为遗传信息的物质载体，首先它的体积有多大；其次是关于它的不变性。第三章讨论的就是突变。突变不同于达尔文所强调的那种连续微小的变化，而是一种显著的改变。薛定谔非常看重这种突变，这让他想起了量子理论中的跃迁。于是，他将突变的机制归之于基因分子中的量子跃迁。

第四章量子力学的证据是针对上述突变现象的解释。薛定谔认为，所谓的量子跃迁，就是从一种相对稳定的分子构型转变为另一种构型。这就是突变的机理。

第五章对德尔布吕克模型的讨论和检验。薛定谔作出推论，将原子结合成分子的力同把大量的原子结合成固体（或晶体）的力，其性质是一样的。所以，分子表现出同晶体一样的结构稳固性。这就是薛定谔对于基因稳定性的解释。

第六章 薛定谔所讨论的“有序、无序和熵”。热力学主要体现为统计学定律，而这些定律同事物走向无序状态的自然倾向是大有关系的。而生命物质却体现出一种高度的秩序和规律性。它如何抵消热力学的无序倾向。死亡就是走向无序，走向熵的最大化。薛定谔提出了一个重要的思想：食物里包含的就是至关重要的“负熵”，生命体正是依赖负熵而生的，从而抵消了其体内自然生成的熵。

第七章关于“生命是以物理学定律为基础的吗”这个问题，薛定谔强调的是，当时的物理学尚不足以说明生命活动的特点，这不是说物理学在生命领域已经失效，而是在生命领域存在尚未被发现的物理学定律，正如在微观领域有不同于宏观领域的量子理论一样。薛定谔的这一大胆猜测极大地鼓舞了物理学家。

薛定谔提出了三个观点：

（1）生命是非平衡系统并以负熵为生。自然界中正在进行着的每一件事，都是意味着它在其中进行的那部分世界的熵的增加。因此，个生命有机体在不断地增加它的熵，或者可以说是在增加正熵，并趋于接近最大值的熵的危险状态,那就是死亡。要摆脱死亡活着，必须从环境里不断地汲取负熵。负熵是十分积极的东西，有机体就是依赖负熵为生的。薛定谔提出：食物里包含至关重要的“负熵”，生命体正是依赖负熵而生的，从而抵消了其体内自然生成的熵。

（2）第一次提出了“遗传密码”的概念，提出遗传的物质基础是有机分子，遗传是以密码的形式通过染色体来传递的，而这种密码是由复杂的化学物质的空间排列体现的。薛定谔认为，基因大分子是一种由同分异构元素连续组成的非周期晶体，像稳固的晶体结构一样．它的稳定是由于原子间的海特勒——伦敦键的作用。他指出，染色体是以遗传密码的形式来决定生物体、遗传性状以及生物体物体未来发育的模式的。这种内分异构的非周期晶体结构，提供了各种可能的（异构的）排列，在它的一个很小的空间范围内，足以体现出一个复杂的决定系统。

（3）生命体系中存在量子跃迁现象。薛定谔第一次把量子力学中的“跃迁”概念用来解释基因突变的原因。量子跃迁就是从一种相对稳定的分子构型转变为另一种构型，这就是基因突变的机理。

三、我回到过去杀死祖父，那我就不存在

祖父悖论：外祖母悖论，即祖父悖论，是有关时间旅行的悖论。
悖论情形如下：假如你回到过去，在自己父亲出生前把自己的祖父母杀死，但此举动会产生一矛盾的情况：你回到过去杀了你年轻的祖母，祖母死了就没有父亲，没有父亲也不会有你，那么是谁杀了祖母呢？或者看作：你的存在表示，祖母没有因你而死，那你何以杀死祖母？这就是祖母悖论宽矛盾。

关于祖父悖论的影片推荐：《环形使者》、《前目的地》。

《环形使者》：未来，2044年。时间旅行从被发明的一开始就属于非法，只有当黑帮组织想清理某个特定对象、又不愿意在此世界留下任何痕迹时，才会出动“环形使者”。他们专门负责处决那些被时间传送回彼世界的目标。之所以称为“环形使者”，因为他们最终必须杀死未来的自己——这样才不会给未来主顾留下任何的麻烦。这个过程被称为“封环”。杀手乔（约瑟夫·高登-莱维特 Joseph Gordon-Levitt 饰）是最年轻的环形使者，弹无虚发，然而当他想处决来自未来的自己（布鲁斯·威利斯 Bruce Willis 饰）时，却遭到激烈反抗而失手。老年乔希望杀死未来封环计划中的关键人物——唤雨师，从而改变妻子（许晴 饰）的命运；青年乔在追杀过程中遇到了农场单亲妈妈莎拉（艾米莉·布朗特 Emily Blunt 饰），意外的成为了一对母子的保护人。两个版本的乔在这场改变未来（和现在）的豪赌中各出奇谋，上演了自我的巅峰对决。

《前目的地》：时空劳工局特工（伊桑·霍克 Ethan Hawke 饰）曾经奉命回到20世纪70年代，以阻止当年给城市造成巨大伤害的恐怖分子“闪灭炸弹客”的破坏活动。谁知他的任务失败，在经过漫长的康复后，他再度踏上征程，发誓要将闪灭炸弹客绳之于法。此番他以酒保身份混迹市 井，某天偶然结识了笔名“未婚妈妈”的作家（莎拉·斯努克 Sarah Snook 饰）。作家向他讲述了其匪夷所思的人生。当年作家曾是名叫简的孤儿，性格古怪的她在应聘太空公司失败后，短暂坠入爱河，并生下一名女婴，结果她的人生也发生了翻天覆地的变化，特工打算带着“未婚妈妈”去杀掉那个负心汉。我诞造了我，我爱上了我，我背叛了我，我杀死了我，如此循环悖论。

延伸知识5——关于祖父悖论的三种解释
第一种答案：多重世界论，也就是说过去所发生的事情对现在的时刻不会有任何影响，就拿你穿越杀死自己祖父的话题来解释，你穿越到年前时祖父那个时空，只能改变那时的时空和结果，对如今所发生的事件不会产生任何影响，也就是说每个时空都存在一个你，他们彼此独立，不会产生任何影响。

第二种答案：香蕉皮理论，该理论认为你回到过去时不可能杀死自己的祖父，比如你想用刀杀死自己的祖父却发现买的到没有刀刃只有刀把！你想将自己的祖父推入楼下，却发现楼下是巨大的救生气垫，想要用给水里加毒药让他和结果他却用杯子加毒药的液体来喂狗！总之就是你不可能杀死自己的祖父，这样你的父亲就会顺利出生，你也会顺利出生，祖父悖论迎刃而解。

第三种答案：因果论，也就是说穿越过去对现在不会有任何影响，就类似神话中的灵魂 （鬼魂），你穿越到那个时空只能做一个观察者和见证者，不能对那个时空的任何事物产生任何改变。还有一种解释是，现在产生的结果都是之前时空事物原因使然，其因果不能颠倒，所以你穿越到过去对现在的时空不能产生任何改变，不然因果就会混乱，世界将被颠覆。

延伸知识6——烧脑的世界十大著名悖论

悖论，是指在逻辑上可以推导出相互矛盾的结论，但表面上又能自圆其说的命题或理论体系。悖论的出现往往是因为人们对某些概念的理解认识不够深刻和明确所致。本文搜集整理了在思想史上比较著名的十大悖论，供读者思考。

1、电车难题

引用：“电车难题”是伦理学领域最为知名的思想实验之一，其内容大致是：一个疯子把五个无辜的人绑在电车轨道上。一辆失控的电车朝他们驶来，并且片刻后就要碾压到他们。幸运的是，你可以拉一个拉杆，让电车开到另一条轨道上。但是还有一个问题，那个疯子在那另一条轨道上也绑了一个人。考虑以上状况，你应该拉拉杆吗？解读：电车难题最早是由哲学家Philippa Foot提出的，用来批判伦理哲学中的主要理论，特别是功利主义。功利主义提出的观点是，大部分道德决策都是根据“为最多的人提供最大的利益”的原则做出的。从一个功利主义者的观点来看，明显的选择应该是拉拉杆，拯救五个人只杀死一个人。但是功利主义的批判者认为，一旦拉了拉杆，你就成为一个不道德行为的同谋——你要为另一条轨道上单独的一个人的死负部分责任。然而，其他人认为，你身处这种状况下就要求你要有所作为，你的不作为将会是同等的不道德。总之，不存在完全的道德行为，这就是重点所在。许多哲学家都用电车难题作为例子来表示现实生活中的状况经常强迫一个人违背他自己的道德准则，并且还存在着没有完全道德做法的情况。

2、空地上的奶牛

引用：认知论领域的一个最重要的思想实验就是“空地上的奶牛”。它描述的是，一个农民担心自己的获奖的奶牛走丢了。这时送奶工到了农场，他告诉农民不要担心，因为他看到那头奶牛在附件的一块空地上。虽然农民很相信送奶工，但他还是亲自看了看，他看到了熟悉的黑白相间的形状并感到很满意。过了一会，送奶工到那块空地上再次确认。那头奶牛确实在那，但它躲在树林里，而且空地上还有一大张黑白相间的纸缠在树上，很明显，农民把这张纸错当成自己的奶牛了。问题是出现了，虽然奶牛一直都在空地上，但农民说自己知道奶牛在空地上时是否正确？解读：空地上的奶牛最初是被Edmund Gettier用来批判主流上作为知识的定义的JTB（justified true belief）理论，即当人们相信一件事时，它就成为了知识；这件事在事实上是真的，并且人们有可以验证的理由相信它。在这个实验中，农民相信奶牛在空地上，且被送奶工的证词和他自己对于空地上的黑白相间物的观察所证实。而且经过送奶工后来的证实，这件事也是真实的。尽管如此，农民并没有真正的知道奶牛在那儿，因为他认为奶牛在那儿的推导是建立在错误的前提上的。Gettier利用这个实验和其他一些例子，解释了将知识定义为JTB的理论需要修正。

3、定时炸弹

引用：如果你关注近几年的政治时事，或者看过动作电影，那么你对于“定时炸弹”思想实验肯定很熟悉。它要求你想象一个炸弹或其他大规模杀伤性武器藏在你的城市中，并且爆炸的倒计时马上就到零了。在羁押中有一个知情者，他知道炸弹的埋藏点。你是否会使用酷刑来获取情报？解读：与电车难题类似，定时炸弹情景也是强迫一个人从两个不道德行径中选择的伦理问题。它一般被用作对那些说在任何情况下都不能使用酷刑的反驳。它也被用作在极端形势下法律——就像美国的严禁虐囚的法律——可以被放在第二位的例子。归功于像《24小时》的电视节目和各种政治辩论，定时炸弹情景已成为最常引用的思想实验之一。今年早些时候，一份英国报纸提出了更为极端的看法。这份报纸提议说，如果那个恐怖分子对酷刑毫无反应，那么当局者是否愿意拷打他的妻子儿女来获取情报。

4、爱因斯坦的光线

引用：爱因斯坦著名的狭义相对论是受启于他16岁做的思想实验。在他的自传中，爱因斯坦回忆道他当时幻想在宇宙中追寻一道光线。他推理说，如果他能够以光速在光线旁边运动，那么他应该能够看到光线成为“在空间上不断振荡但停滞不前的电磁场”。对于爱因斯坦，这个思想实验证明了对于这个虚拟的观察者，所有的物理定律应该和一个相对于地球静止的观察者观察到的一样。解读：事实上，没人确切知道这意味着什么。科学家一直都在争论一个如此简单的思想实验是如此帮助爱因斯坦完成到狭义相对论这如此巨大的飞跃的。在当时，这个实验中的想法与现在已被抛弃的“以太”理论相违背。但他经过了好多年才证明了自己是正确的。

5、特修斯之船

引用：最为古老的思想实验之一。最早出自普鲁塔克的记载。它描述的是一艘可以在海上航行几百年的船，归功于不间断的维修和替换部件。只要一块木板腐烂了，它就会被替换掉，以此类推，直到所有的功能部件都不是最开始的那些了。问题是，最终产生的这艘船是否还是原来的那艘特修斯之船，还是一艘完全不同的船？如果不是原来的船，那么在什么时候它不再是原来的船了？哲学家Thomas Hobbes后来对此进来了延伸，如果用特修斯之船上取下来的老部件来重新建造一艘新的船，那么两艘船中哪艘才是真正的特修斯之船？解读：对于哲学家，特修斯之船被用来研究身份的本质。特别是讨论一个物体是否仅仅等于其组成部件之和。一个更现代的例子就是一个不断发展的乐队，直到某一阶段乐队成员中没有任何一个原始成员。这个问题可以应用于各个领域。对于企业，在不断并购和更换东家后仍然保持原来的名字。对于人体，人体不间断的进行着新陈代谢和自我修复。这个实验的核心思想在于强迫人们去反思身份仅仅局限在实际物体和现象中这一常识。

6、伽利略的重力实验

引用：为了反驳亚里士多德的自由落体速度取决于物体的质量的理论，伽利略构造了一个简单的思想实验。根据亚里士多德的说法，如果一个轻的物体和一个重的物体绑在一起然后从塔上丢下来，那么重的物体下落的速度快，两个物体之间的绳子会被拉直。这时轻的物体对重物会产生一个阻力，使得下落速度变慢。但是，从另一方面来看，两个物体绑在一起以后的质量应该比任意一个单独的物体都大，那么整个系统下落的速度应该最快。这个矛盾证明了亚里士多德的理论是错误的。解读：这个思想实验帮助证明了一个很重要的理论：无论物体的质量，不考虑阻力的情况下，所有物体自由落体的速率都是一样的。

7、猴子和打字机

引用：另一个在流行文化中占了很大分量的思想实验是“无限猴子定理”，也叫做“猴子和打字机”实验。定理的内容是，如果无数多的猴子在无数多的打字机上随机的打字，并持续无限久的时间，那么在某个时候，它们必然会打出莎士比亚的全部著作。猴子和打字机的设想在20世纪初被法国数学家Emile Borel推广，但其基本思想——无数多的人员和无数多的时间能产生任何/所有东西——可以追溯至亚里士多德。解读：简单来说，“猴子和打字机”定理是用来描述无限的本质的最好方法之一。人的大脑很难想象无限的空间和无限的时间，无限猴子定理可以帮助理解这些概念可以达到的宽度。猴子能碰巧写出《哈姆雷特》这看上去似乎是违反直觉，但实际上在数学上是可以证明的。这个定理本身在现实生活中是不可能重现的，但这并没有阻止某些人的尝试：2003年，一家英国动物园的科学家们“试验”了无限猴子定理，他们把一台电脑和一个键盘放进灵长类园区。可惜的是，猴子们并没有打出什么十四行诗。根据研究者，它们只打出了5页几乎完全是字母“s”的纸。不需要无限多个猴子，不需要无限长的时间，房间里放一台打字机，然后关一只猴子进去，猴子碰巧也会跳到打字机上，碰巧也会打出几个字母，有人计算过，假以2000亿年，从概率上讲，猴子会打出一首莎士比亚的十四行诗。

8、中文房间

引用：“中文房间”最早由美国哲学家John Searle于20世纪80年代初提出。这个实验要求你想象一位只说英语的人身处一个房间之中，这间房间除了门上有一个小窗口以外，全部都是封闭的。他随身带着一本写有中文翻译程序的书。房间里还有足够的稿纸、铅笔和橱柜。写着中文的纸片通过小窗口被送入房间中。房间中的人可以使用他的书来翻译这些文字并用中文回复。虽然他完全不会中文，Searle认为通过这个过程，房间里的人可以让任何房间外的人以为他会说流利的中文。解读：Searle创造了“中文房间”思想实验来反驳电脑和其他人工智能能够真正思考的观点。房间里的人不会说中文；他不能够用中文思考。但因为他拥有某些特定的工具，他甚至可以让以中文为母语的人以为他能流利的说中文。Searle认为，电脑就是这样工作的。它们无法真正的理解接收到的信息，但它们可以运行一个程序，处理信息，然后给出一个智能的印象。

9、薛定锷的猫

引用：薛定锷的猫最早由物理学家薛定锷提出，是量子力学领域中的一个悖论。其内容是：一只猫、一些放射性元素和一瓶毒气一起被封闭在一个盒子里一个小时。在一个小时内，放射性元素衰变的几率为50%。如果衰变，那么一个连接在盖革计数器上的锤子就会被触发，并打碎瓶子，释放毒气，杀死猫。因为这件事会否发生的概率相等，薛定锷认为在盒子被打开前，盒子中的猫被认为是既死又活的。解读：简而言之，这个实验的核心思想是因为事件发生时不存在观察者，盒子里的猫同时存在在其所有可能的状态中（既死又活）。薛定锷最早提出这个实验是在回复一篇讨论量子态叠加的文章时。薛定锷的猫同时也说明了量子力学的理论是多么令人无法理解。这个思想实验因其复杂性而臭名昭著，同时也启发了各种各样的解释。其中最奇异的就属“多重世界”假说，这个假说表示有一只死猫和一只活猫，两只猫存在在不同的宇宙之中，并且永远不会有交集。

10、缸中的大脑

这个思想实验涵盖了从认知学到哲学到流行文化等各个领域。这个实验的内容是：想象有一个疯狂科学家把你的大脑从你的体内取出，放在某种生命维持液体中。大脑上插着电极，电极连到一台能产生图像和感官信号的电脑上。因为你获取的所有关于这个世界的信息都是通过你的大脑来处理的，这台电脑就有能力模拟你的日常体验。如果这确实可能的话，你要如何来证明你周围的世界是真实的，而不是由一台电脑产生的某种模拟环境？