최고의 재미와 지적 쾌감을 선사한다!
제논, 갈릴레이, 데카르트, 뉴턴, 슈뢰딩거, 아인슈타인……
인류 최고 천재들의 짜릿한 사고실험 20가지

순간이동을 한 당신은 원래의 당신과 동일인물인가? 우리가 사는 이 세계가 꿈이 아니라고 단언할 수 있을까? 현재의 행위가 지나간 과거를 바꿀 수 있을까? 컴퓨터는 지성을 지닐 수 있을까? 살아 있는 것도 죽어 있는 것도 아니라는 것은 어떤 의미인가? 돌이킬 수 없는 일을 원상태로 되돌릴 수 있을까?

위 질문 중 어떤 것도 쉽게 답하기 어려울 것이다. 그럼, 인류 최고의 천재들은 어땠을까? 제논, 갈릴레이, 데카르트, 뉴턴, 슈뢰딩거, 아인슈타인 같은 누구나 아는 천재들은 사고실험을 통해 답을 찾아갔다. 각 분야의 최고 지성들이 인류의 중요한 난제들에 의문을 품고 사고실험을 통해 답을 찾아가는 과정을 담은 책 『두뇌는 최강의 실험실』이 출간되었다.

공학박사이자 대학에서 과학철학을 가르치고 있는 저자는 이 책에서 철학부터 논리학, 수학, 물리학, 양자역학에 이르기까지 역사에 길이 남을 다양한 분야의 사고실험을 소개하고, 그 의미와 학문적 배경을 설명한다. 하버드대 교수인 마이클 샌덜이 『정의란 무엇인가』에서 소개해 널리 알려진 ‘전차의 딜레마’부터 ‘갈릴레이의 연결된 물체 낙하 실험’, ‘뉴턴의 양동이 실험’, ‘데카르트의 꿈의 논증’, ‘아인슈타인의 낙하하는 엘리베이터 실험’ 등 학문의 상식을 뒤엎고 혁신적인 이론의 바탕을 이끌어낸 가장 대표적인 사고실험 20가지가 실려 있다.

이 책을 읽다 보면 역사상 중요한 사고실험들이 어떻게 상대의 주장을 물리치고, 기존 상식들에 균열을 내고, 혁신적인 이론의 바탕을 이끌어냈는지 알 수 있다. 또한 인류 최고 천재들의 번득이는 상상력과 기상천외한 발상, 치밀한 논리전개를 엿볼 수 있다. 이런 점에서 이 책은 생각하는 힘과 논리력을 키워주는 논리 교과서이자, 과학철학의 발전과정을 확인할 수 있는 과학철학서이며, 지적 재미와 쾌감을 선사하는 훌륭한 교양서이다.

머리말

PART1 머릿속이라서 가능하다!―이것이 바로 진정한 사고실험
실험파일1 전차의 딜레마와 장기 제비뽑기: 한 명을 살리느냐 다섯 명을 살리느냐?
죽느냐 죽이느냐 하는 궁극의 선택 | ‘전차의 딜레마’ 사고실험 | ‘전차의 딜레마’의 변형 | 무엇이 정의인가 | ‘장기 제비뽑기’ 사고실험 | 당신은 무엇을 기준으로 판단하는가 | ‘야전병원에서 약의 분배’를 생각해보자
실험파일2 제논 역설: 시간과 공간은 무한히 분할 가능한가?
피타고라스교단 vs 제논 | ‘아킬레스와 거북’ 사고실험 | 제논은 수학적으로 틀렸다? | ‘아킬레스와 거북’은 정말 역설인가? | 무한이란 무엇일까 | column 베르누이의 상트페테르부르크의 도박
실험파일3 갈릴레이의 사고실험: 상대의 주장을 수용하는 척하면서 물리쳐라!
무거운 물체일수록 빨리 떨어진다－아리스토텔레스의 자연학 | ‘연결된 물체 낙하’ 사고실험 | ‘매체의 저항’ 사고실험 | 상대의 모순을 지적해서 자신의 주장을 관철시키다

PART2 인간과 세계의 존재를 근본에서부터 묻다!―철학·세계관의 사고실험
실험파일4 전송기 문제: 순간이동을 한 당신은 원래의 당신과 동일인물인가?
‘어디로든 문’의 난제 | 무엇을 기준으로 동일인물이라고 판단하는가 | 파핏의 ‘전송기’ 사고실험 ① | 파핏의 ‘전송기’ 사고실험 ② | 난치병을 치료하기 위해서라면 냉동 보존되어도 괜찮은가 | column 테세우스의 배

실험파일5 메리의 방과 철학적 좀비: 퀄리어란 무엇인가?
‘박쥐가 된다는 것은 어떤 것인가’ 사고실험 | 퀄리어란 무엇인가 | ‘퀄리어 역전’ 사고실험 | ‘메리의 방’ 사고실험 | ‘철학적 좀비’ 사고실험

실험파일6 튜링 테스트 VS 중국어 방: 컴퓨터는 지성을 지닐 수 있을까?
컴퓨터와 인간을 구별할 수 있는가-엘리자 | 컴퓨터과학의 개척자-폰 노이만과 튜링 | 컴퓨터는 생각하는가-튜링 테스트 | ‘중국어 방’ 사고실험 | 뇌세포 하나하나는 모국어를 이해하지 못해도 | ‘마음이란 무엇인가’라는 어려운 질문

실험파일7 통 속의 뇌와 세계 5분 전 창조 가설: 이 세계가 꿈이 아니라고 단언할 수 있는가?
영화 〈매트릭스〉의 가상현실 | ‘통속의 뇌’ 사고실험 | 데카르트의 ‘꿈의 논증’ | 데카르트의 ‘기만하는 신’ | 퍼트넘이 말하고자 한 것 | ‘세계 5분 전 창조 가설’ 사고실험 | 세계는 6천 년 전에 창조되었다?- 창조과학

실험파일8 우주의 미세 조정에서 잠자는 미녀 문제로: 우주는 왜 기적적으로 인류 탄생과 맞아떨어졌을까?
‘호수의 물고기’ 사고실험 | 기적적인 ‘우주의 미세 조정’ | ‘인류지향원리’로 신의 등장을 피할 수 있을까? | ‘다우주’론으로 기적을 설명한다 | ‘평범성의 원리’와 ‘인류 종말 논법’ | ‘잠자는 미녀 문제’ 사고실험

PART3 확률과 가능성의 논리를 탐구하다!―수학·논리의 사고실험
실험파일9 도박사의 오류: 기적이 그렇게 계속될 리 없다?
도박과 확률론의 끈끈한 관계 | ‘도박사의 오류’ 사고실험 | 미래의 견해를 바꾸다-베이즈 추론과 라플라스의 계승 규칙 | ‘역(逆) 도박사의 오류’ 사고실험 | 기적이 우연이 아닌 필연이었다면 | 원숭이의 셰익스피어 쓰기는 기적인가-관측선택효과 | column 드 메레의 의문

실험파일10 몬티홀 딜레마와 세 명의 죄수 문제: 어느 쪽이 유리한지 따져보자!
몬티홀 딜레마 | 주부 마릴린의 견해 | ‘세 명의 죄수 문제’ 사고실험 | ‘변형 세 명의 죄수 문제’의 사고실험 | ‘세 명의 죄수 문제’를 나라면 어떻게 답할까 | 확률은 기분에 좌우된다?-주관적 확률해석과 객관적 확률해석 | column 베이즈 정리

실험파일11 뉴컴의 역설과 죄수의 딜레마: 현재의 행위가 지나간 과거를 바꿀 수 있을까?
‘혀 잘린 참새’도 사고실험이다? | 뉴컴의 사고실험 | 상자 B만 갖는 것이 낫다-기대효용 최대화의 원리 | 두 개의 상자를 갖는 것이 낫다-우월전략 | 역시 상자 B만 고르는 것이 낫다-반복형 뉴컴실험 | ‘죄수의 딜레마’ 사고실험 | 시간을 거슬러 올라가 영향을 미친다면-소급인과 | column 칼뱅주의자의 근면

실험파일12 카드 선택 문제와 헴펠의 까마귀 역설: 법칙이 성립하는 예보다 성립하지 않는 예가 중요하다?
웨이슨의 ‘카드 선택 문제’ | 논리학에서 고찰해보면 | 헴펠의 ‘까마귀 역설’ | 까마귀 역설은 무엇이 이상한가 | ‘모든 ○○는 △△’을 증명하기는 어렵다

실험파일13 케인스의 미인 투표 게임과 성 선택: 모두가 선택할 것 같은 쪽을 골라야 한다
먼저 다윈의 진화론부터 | 자식을 낳지 않는 쪽이 자신의 유전자를 남길 수 있다? | ‘성 선택’이란 | ‘미인 투표 게임’ 사고실험 | 극단에 다다르면 멈춘다-런어웨이 가설

PART 4 자연의 섭리와 미시세계에 다가가다!―물리학·양자론의 사고실험
실험파일14 맥스웰의 악마: 돌이킬 수 없는 일을 원 상태로 되돌릴 수 있을까?
뒤섞여 있다면 의미가 없다 | 무에서 유를 창조하고 싶다 | 환상의 영구기관 | 에너지에는 질적인 차이가 있다 | ‘맥스웰의 악마’ 사고실험 | ‘질라드 엔진’ 사고실험 | 악마는 잊어버릴 때 에너지를 소비한다 | 계산하는 것과 발열

실험파일15 뉴턴의 양동이와 마흐의 양동이: 어느 쪽이 돌고 있나?
아인슈타인→마흐→뉴턴 | ‘뉴턴의 양동이’ 사고실험 | 절대공간과 관성 | ‘마흐의 양동이’ 사고실험 | 현대 물리학에서 ‘마흐의 양동이’는 어떻게 되었나 | column 갈릴레이의 상대성 원리에서 뉴턴역학으로

실험파일16 광속도 역설: 아인슈타인-16세 때 사고실험에서 특수상대성이론으로!
빛은 늦게 찾아온다 | ‘광속도 역설’-광속도로 빛을 뒤쫓아가면 | ‘통과하는 기차 안의 동시성’ 사고실험 | ‘광시계’ 사고실험 | ‘공간적 거리의 상대성’ 사고실험 | 특수상대성이론의 두 기둥

실험파일17 가속하는 엘리베이터: 가속도와 중력은 같다!
자유 낙하하는 기와장이 | 자유 낙하하는 엘리베이터 | 무중력 공간에서 가속하는 엘리베이터 | 중력에 의해 빛도 휘어진다 | 일반상대성이론

실험파일18 하이젠베르크의 감마선현미경: 양자역학의 불확정성이 지닌 진정한 의미란?
계속 오해받아온 불확정성 원리 | ‘하이젠베르크의 감마선현미경’ 사고실험 | 위치와 운동량을 동시에 관측하지는 않는다 | 기술자의 실천적 응용이 기초적·철학적 논의를 열다 | column 아인슈타인－드 브로이의 관계식

실험파일19 슈뢰딩거의 고양이와 위그너의 친구: 살아 있는 것도 죽어 있는 것도 아니라는 것은 어떤 의미인가?
미시와 거시는 달라도 좋은가 | ‘슈뢰딩거의 고양이’ 사고실험 | 이중구조인 채로 좋은가-양자역학의 관측이론 | 영원히 단절된 채?-관측자의 무한후퇴 | ‘위그너의 친구’ 사고실험 | ‘고양이’는 위대했다! | column 파동함수

실험파일20 EPR 역설과 벨 부등식: 양자역학은 불완전한가?
우리가 달을 보지 않지만 달은 존재한다? | 양자역학은 불완전한가?-아인슈타인 vs 보어 | EPR 역설 | 아인슈타인 패배하다?-벨 부등식 | 머민의 사고실험 | 사고실험에서 현실의 실험으로

맺음말: 당신도 사고실험을 해보자

사고실험 색인
인명 색인