조각상이 살아 움직이는 사고 실험을 실시했습니다. 중력파. 중력파의 생성

철학, 이론물리학 등 물리적 실험이 불가능한 분야에서 사용됩니다.

그들은 생각할 거리를 제공하고 우리가 당연하게 여기는 것을 다시 생각하게 만듭니다.

다음은 가장 유명한 사고 실험 중 일부입니다.

과학 실험

1. 원숭이와 사냥꾼

“사냥꾼은 나무에 앉아 있는 원숭이를 지켜보며 조준하고 총을 쏜다. 총알이 무기에서 떠나는 순간 원숭이는 나뭇가지에서 땅으로 떨어집니다. 사냥꾼은 원숭이를 공격하기 위해 어떻게 목표를 세워야 합니까??

1. 원숭이를 겨냥한다

2. 원숭이 머리 위로 조준하세요

3. 원숭이 아래를 겨냥하세요

결과는 예상치 못한 것일 수 있습니다. 중력은 원숭이와 총알에 같은 속도로 작용하므로 총알이 아무리 빠르게 이동하더라도(공기 저항 및 기타 요인을 고려하여) 사냥꾼은 원숭이를 겨냥해야 합니다.

결과는 이 컴퓨터 시뮬레이션에서 볼 수 있습니다.

2. 뉴턴의 대포알

이 사고 실험에서는 매우 높은 산에 위치한 대포를 상상해야 합니다. 코어를 지구에 90도 각도로 발사합니다..

다이어그램은 발사 시 얼마나 빠르게 이동하는지에 따라 포탄의 가능한 여러 궤적을 보여줍니다.

너무 천천히 움직이면 결국 지구로 떨어질 것입니다.

매우 빠르면 지구의 중력에서 벗어나 우주로 향할 수 있습니다. 평균 속도에 도달하면 지구의 궤도를 따라 움직일 것이다.

이 실험은 중력 연구에 중요한 역할을 하여 위성 및 우주 비행의 기초를 마련했습니다.

실험예

3. 카브카 독소의 미스터리

“괴짜 억만장자가 당신에게 독성 물질이 담긴 약병을 제안합니다. 이 약을 마시면 하루 동안 극심한 고통을 주지만 생명을 위협하지는 않으며 장기적인 결과도 초래하지 않습니다.

당신이 내일 자정에 독성 물질을 마시려고 한다면 억만장자는 다음날 아침 당신에게 100만 달러를 지불할 것입니다. 그러나 돈을 벌기 위해 꼭 독소를 마실 필요는 없습니다. 돈은 마실 시간이 되기 몇 시간 전에 이미 귀하의 계좌에 들어 있을 것입니다. 하지만... 성공한다면.

당신이 해야 할 일은 오늘 자정과 내일 정오에 독소를 마시는 것뿐입니다. 돈을 받고 독소를 마시지 않으면 마음이 바뀔 수도 있습니다. 질문은 이것입니다: 의도적으로 독성 물질을 마실 수 있습니까??

미국 철학자 그레고리 카브카(Gregory Kavka)에 따르면, 우리가 하려고 하지 않는 한 무엇인가를 하려고 하는 것은 매우 어렵고 거의 불가능할 것입니다. 이성적인 사람은 자신이 독약을 마시지 않을 것이라는 것을 알고 있으므로 독약을 마실 의도도 없습니다.

4. 맹인의 수수께끼

이 수수께끼는 아일랜드 철학자 윌리엄 몰리뉴가 영국 사상가 존 로크에게 물었습니다.

태어날 때부터 눈이 멀었고, 입방체와 공을 촉각으로 구별하는 법을 배운 사람이 갑자기 시력을 되찾았다고 상상해 보십시오.

그 사람이 할 수 있을까? 물체를 만지기 전에 시각을 사용하여 큐브가 무엇인지, 공이 무엇인지 판단하세요.?

대답: 아니요. 비록 촉각을 사용해 경험을 쌓았지만 시력에는 영향을 미치지 않습니다.

이 질문에 대한 답은 인간 정신의 근본적인 문제 중 하나를 해결할 수 있습니다.

예를 들어 경험주의자들은 다음과 같이 믿는다. 사람은 '백지상태'로 태어난다축적된 모든 경험의 총합이 됩니다. 오히려 원주민주의자들은 우리의 주장에 반대했다. 마음은 처음부터 아이디어를 담고 있다, 시력, 소리 및 접촉에 의해 활성화됩니다.

시각 장애인이 갑자기 시력을 되찾고 큐브와 공을 즉시 구별할 수 있다면 이는 지식이 선천적이라는 것을 의미합니다.

몇 년 전 MIT 파완 신하(Pawan Sinha) 교수는 시력을 회복한 환자들을 대상으로 연구를 진행했습니다. 결과는 Molyneux의 가정을 확인시켜주었습니다.

실험(영상)

5. 쌍둥이 역설

아인슈타인은 이 문제를 다음과 같이 공식화했습니다.

“쌍둥이 조(Joe)와 프랭크(Frank)를 상상해 보세요. Joe는 집순이고 Frank는 여행을 좋아합니다.

20번째 생일에는 그 중 하나를 우주선을 타고 빛의 속도로 우주로 이동. 이 속도로 여행하는 데는 5년이 걸리며, 그는 이미 30세가 되어서 돌아옵니다. 집에 돌아온 그는 지구가 50년이 흘렀다는 사실을 알게 된다. 그의 쌍둥이 동생은 나이가 많아 벌써 70세가 되었습니다.

여기서 상대성 법칙이 적용됩니다. 공간을 빠르게 이동할수록 시간은 느리게 이동합니다..

6. 양자 불멸성과 양자 자살

미국 이론가 Max Tegmarok이 제안한 이 사고 실험에서 참가자는 양자 입자의 회전을 측정하는 메커니즘을 갖춘 총을 자신에게 겨누고 있습니다.

측정에 따라 총이 발사될 수도 있고 발사되지 않을 수도 있습니다. 이 가상의 과정은 다음과 같이 알려졌습니다. 양자 자살.

다세계 해석, 즉 평행우주의 존재가 맞다면, 우주는 둘로 갈라질 것이고, 그 중 하나는 참가자가 살고 다른 하나는 죽을 것입니다..

이 분기는 방아쇠를 당길 때마다 발생합니다. 얼마나 많은 총알이 발사되더라도 항상 살아남을 세계 중 하나에 참가자의 버전이 있을 것입니다. 따라서 그는 양자 불멸성을 얻게 될 것입니다.

과학자들의 실험

7. 끝없는 원숭이

'라고 알려진 이 실험은 무한 원숭이 정리", 만약 무한한 수의 원숭이가 무한한 수의 타자기의 키를 무작위로 누르면 어느 시점에서 그들은 반드시 셰익스피어의 작품을 창조하게 될 것이라고 말합니다.

주요 아이디어는 무한한 수의 작용력과 무한한 시간이 모든 것과 모든 사람을 무작위로 창조할 것이다.. 이 정리는 무한의 본질을 설명하는 가장 좋은 방법 중 하나입니다.

2011년에 미국 프로그래머 Jesse Anderson은 가상 원숭이를 사용하여 이 정리를 테스트하기로 결정했습니다. 그는 수백만 달러를 만들었습니다 가상 원숭이” – 임의의 문자 순서를 입력하는 특수 프로그램입니다. 일련의 문자가 셰익스피어 작품의 단어와 일치하면 해당 단어가 강조 표시됩니다. 그리하여 거의 한 달 후에 그는 셰익스피어의 시 "연인의 불평"을 재현하는 데 성공했습니다.

8. 슈뢰딩거의 고양이

슈뢰딩거의 고양이 역설은 양자역학과 관련이 있으며 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 처음 제안했습니다. 그 실험은 방사능 원소와 치명적인 독약병과 함께 상자 안에 갇혀 있는 고양이. 방사성 원소가 한 시간 내에 붕괴할 확률은 50/50입니다. 이런 일이 발생하면 가이거 계수기에 부착된 망치가 약병을 깨뜨려 독을 방출하고 고양이를 죽입니다.

이런 일이 일어날 확률과 일어나지 않을 확률이 동일하기 때문에 상자를 열기 전에 고양이는 살아 있을 수도 있고 죽어 있을 수도 있습니다.

요점은 무슨 일이 일어나고 있는지 아무도 지켜보고 있지 않기 때문에 고양이는 다른 주에 존재할 수 있습니다. 이것은 다음과 같은 유명한 수수께끼와 유사합니다: "숲에 나무가 쓰러졌을 때 아무도 듣지 못한다면 나무는 소리를 내나요?"

슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 특이한 특성을 보여줍니다. 일부 입자는 너무 작아서 변경하지 않고는 측정할 수 없습니다.. 측정하기 전에는 중첩 상태, 즉 동시에 어떤 상태로 존재합니다.

과학 실험:

9. 플라스크 속의 뇌

이 사고 실험은 인지 과학부터 철학, 대중 문화에 이르기까지 다양한 분야에 스며들어 있습니다.

실험의 본질은 특정 과학자가 신체에서 뇌를 제거하여 영양 용액이 담긴 플라스크에 넣었습니다.. 전극은 뇌에 부착되어 이미지와 감각을 생성하는 컴퓨터에 연결되었습니다.

세상의 모든 정보는 뇌를 통해 전달되기 때문에 이 컴퓨터는 당신의 경험을 시뮬레이션할 수 있습니다.

질문: 가능하다면, 당신 주변의 세상이 진짜라는 것을 어떻게 증명할 수 있습니까?, 컴퓨터 시뮬레이션이 아닌가요?

이 모든 것은 특히 "플라스크 속의 뇌" 실험의 영향을 받은 영화 "매트릭스"의 줄거리와 유사합니다.

본질적으로 이 실험은 인간이 된다는 것이 무엇을 의미하는지 생각하게 만듭니다. 따라서 유명한 철학자 르네 데카르트는 모든 감각이 우리 자신의 것이며 "사악한 악마"에 의해 야기된 환상이 아니라는 것을 증명하는 것이 정말로 가능한지 궁금해했습니다. 그는 이것을 그의 유명한 말인 “Cogito ergo sum”(“나는 생각한다. 그러므로 나는 존재한다”)에 반영했습니다. 하지만 이 경우 전극에 연결된 뇌도 생각할 수 있다.

10. 중국식 방

중국의 방(The Chinese Room)은 미국 철학자 존 설(John Searle)이 1980년대에 제안한 또 다른 유명한 사고 실험입니다.

영어를 말하는 사람이 작은 편지 넣는 칸이 있는 방에 갇혀 있다고 상상해 보십시오. 그 사람은 한자가 적힌 바구니와 영어로 된 설명이 담긴 교과서, 중국어 번역에 도움이 될 것입니다. 문 틈새를 통해 그들은 그에게 한자가 적힌 종이 조각을 건네줍니다. 남자는 교과서를 사용하여 문구를 번역하고 중국어로 응답을 보낼 수 있습니다.

그 자신은 중국어를 전혀 하지 못하지만 중국어를 유창하게 구사한다는 사실을 외부인에게 납득시킬 수 있다.

이 실험은 컴퓨터나 다른 유형의 인공지능이 생각하고 이해할 수 있다는 가정에 도전하기 위해 제안되었습니다. 컴퓨터는 제공된 정보를 이해하지 못하지만 인간 지능처럼 보이는 프로그램을 가지고 있을 수 있습니다.

과학자들은 특정 이론을 실험적으로 테스트하는 것이 매우 어렵거나 심지어 불가능한 상황에 종종 직면합니다. 예를 들어, 거의 빛의 속도로 움직이는 경우나 블랙홀 근처의 물리적인 경우입니다. 그런 다음 사고 실험이 구출됩니다. 우리는 여러분이 그 중 일부에 참여하도록 초대합니다.

사고 실험은 일련의 논리적 추론으로, 그 목적은 이론의 특정 속성을 강조하거나, 합리적인 반례를 공식화하거나, 일부 사실을 증명하는 것입니다. 일반적으로 어떤 형태로든 증명은 사고 실험입니다. 정신 운동의 가장 큰 장점은 장비가 필요하지 않으며 종종 특별한 지식도 필요하지 않다는 것입니다(예: LHC 실험 결과를 처리할 때). 그러니 편안하게 지내세요. 시작하겠습니다.

슈뢰딩거의 고양이

아마도 가장 유명한 사고 실험은 80여 년 전 에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrödinger)가 제안한 고양이 실험(또는 고양이)일 것입니다. 실험의 맥락부터 시작해 보겠습니다. 그 순간, 양자역학은 이제 막 승리의 행진을 시작하고 있었고, 그 특이한 법칙은 부자연스러워 보였습니다. 이러한 법칙 중 하나는 양자 입자가 두 가지 상태의 중첩으로 존재할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 시계 방향과 시계 반대 방향으로 동시에 "회전"합니다.

실험.고양이, 충분한 양의 공기, 가이거 계수기, 반감기가 알려진 방사성 동위원소가 들어 있는 밀봉된 상자(충분히 큰)를 상상해 보십시오. 가이거 계수기가 원자의 붕괴를 감지하자마자 특별한 메커니즘이 유독 가스로 앰플을 깨뜨리고 고양이는 죽습니다. 반감기가 지나면 동위원소는 50%의 확률로 붕괴하고 정확히 같은 확률로 온전한 상태로 유지됩니다. 이는 마치 상태가 중첩된 것처럼 고양이가 살아 있거나 죽었음을 의미합니다.

해석. Schrödinger는 중첩의 부자연스러움을 보여주고 싶었고 이를 터무니없는 지점까지 가져갔습니다. 전체 고양이와 같은 대규모 시스템은 동시에 살아 있고 죽을 수 없습니다. 양자 역학의 관점에서 가이거 계수기가 핵 붕괴에 의해 촉발되는 순간 고전적인 거시적 물체와의 상호 작용이라는 측정이 발생한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 결과적으로 중첩은 붕괴되어야 합니다.

흥미롭게도 물리학자들은 이미 고양이를 중첩시키는 것과 유사한 실험을 수행하고 있습니다. 그러나 고양이 대신에 그들은 미시 세계의 기준에 따라 큰 다른 물체, 예를 들어 분자를 사용합니다.

쌍둥이 역설

이 사고 실험은 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 대한 비판으로 종종 인용됩니다. 이는 빛에 가까운 속도로 움직일 때 움직이는 물체와 관련된 기준 프레임의 시간 흐름이 느려진다는 사실에 기초합니다.

실험.빛의 속도에 가깝게 이동할 수 있는 로켓이 있는 먼 미래를 상상해 보세요. 지구상에는 두 명의 쌍둥이 형제가 있는데 그 중 한 명은 여행자이고 다른 한 명은 집에 있는 사람입니다. 여행하는 형제가 이 로켓 중 하나를 타고 여행을 한 후 돌아왔다고 가정해 보십시오. 지구를 기준으로 빛에 가까운 속도로 날고 있는 그 순간, 그에게는 시간은 집에 있는 형보다 더 느리게 흘러갔다. 이는 그가 지구로 돌아올 때 형보다 어리게 될 것임을 의미합니다. 반면에 그의 형 자신은 로켓에 비해 거의 광속에 가까운 속도로 움직이고 있었습니다. 이는 두 형제의 위치가 어떤 의미에서 동일하고 그들이 만났을 때 다시 같은 나이가 되어야 한다는 것을 의미합니다.

해석.실제로는 여행자 형제와 전업 형제가 동등하지 않으므로 사고 실험에서 알 수 있듯이 여행자는 더 젊을 것입니다. 흥미롭게도 이 효과는 실제 실험에서도 관찰됩니다. 빛에 가까운 속도로 이동하는 수명이 짧은 입자는 기준 프레임의 시간 팽창으로 인해 더 오래 "살아 있는" 것처럼 보입니다. 이 결과를 광자로 확장하려고 하면 실제로는 정지된 시간에 살고 있는 것으로 나타났습니다.

아인슈타인 엘리베이터

물리학에는 질량에 대한 몇 가지 개념이 있습니다. 예를 들어, 중력 질량이 있습니다. 이는 신체가 중력 상호 작용에 어떻게 들어가는지를 측정하는 것입니다. 우리를 소파, 안락 의자, 지하철 좌석 또는 바닥에 밀어 넣는 것은 바로 그녀입니다. 관성 질량이 있습니다. 이는 가속 좌표계에서 우리가 어떻게 행동하는지 결정합니다(역을 떠나는 지하철 열차에서 뒤로 몸을 젖히게 만듭니다). 보시다시피, 이들 대중의 평등은 명백한 진술이 아닙니다.

일반 상대성 이론은 유사 관성력과 중력력을 구별할 수 없다는 등가 원리에 기초합니다. 이를 입증하는 한 가지 방법은 다음 실험입니다.

실험.충분한 산소와 필요한 모든 것을 갖춘 방음 처리되고 밀폐된 엘리베이터 차량에 있다고 상상해 보십시오. 그러나 동시에 당신은 우주 어느 곳에나 있을 수 있습니다. 캐빈이 움직일 수 있고 일정한 가속이 발생한다는 사실로 인해 상황이 복잡해집니다. 당신은 객실 바닥쪽으로 약간 당겨지는 느낌을 받습니다. 이것이 예를 들어 객실이 달에 있다는 사실 때문인지 아니면 객실이 중력 가속도의 1/6 가속도로 움직이기 때문인지 구별할 수 있습니까?

해석.아인슈타인에 따르면, 당신은 할 수 없습니다. 따라서 다른 과정과 현상의 경우 엘리베이터의 균일 가속 운동과 중력장 운동 사이에는 차이가 없습니다. 약간의 유보를 통해 중력장은 가속 기준 프레임으로 대체될 수 있습니다.

오늘날 아무도 중력파의 존재와 물질성을 의심하지 않습니다. 1년 전 LIGO와 VIRGO의 협력은 오랫동안 기다려온 블랙홀 충돌의 신호를 포착했습니다. 그러나 20세기 초 시공간 왜곡파에 관한 아인슈타인의 논문이 처음 발표된 이후 그들은 회의적인 대우를 받았다. 특히 아인슈타인 자신도 어느 시점에서는 그들의 현실성을 의심했습니다. 그것은 물리적 의미가 없는 수학적 추상으로 판명될 수 있었습니다. 그 타당성을 입증하기 위해 Richard Feynman(익명)은 다음과 같은 사고 실험을 제안했습니다.

실험.우선, 중력파는 공간의 크기 변화의 파동입니다. 즉, 물체 사이의 거리를 변경합니다. 공이 마찰이 거의 없이 움직일 수 있는 지팡이를 상상해 보십시오. 지팡이를 중력파의 운동 방향에 수직으로 위치시키십시오. 그런 다음 파도가 지팡이에 도달하면 공 사이의 거리가 먼저 짧아졌다가 증가하는 반면 지팡이는 움직이지 않습니다. 이는 그들이 미끄러지면서 열을 우주로 방출한다는 것을 의미합니다.

해석.이는 중력파가 에너지를 전달하며 매우 현실적이라는 것을 의미합니다. 지팡이가 공과 함께 수축하고 늘어나 상대 운동을 보상한다고 가정할 수도 있지만, 파인만 자신처럼 지팡이도 원자 사이에 작용하는 정전기력에 의해 제약을 받습니다.

라플라스의 악마

다음 실험 쌍은 "악마"입니다. 우주의 미래를 알아낼 수 있는지 여부를 알 수 있는(또는 알 수 없는) 덜 알려졌지만 그다지 아름다운 Laplace Demon부터 시작해 보겠습니다.

실험.어딘가에 거대하고 강력한 컴퓨터가 있다고 상상해 보세요. 우주의 모든 입자 상태를 출발점으로 삼아 이러한 상태가 어떻게 발전(진화)할지 계산할 수 있을 정도로 강력합니다. 즉, 이 컴퓨터는 미래를 예측할 수 있습니다. 더욱 흥미롭게 만들기 위해, 컴퓨터가 미래가 도착하는 것보다 더 빠르게 미래를 예측한다고 상상해 보십시오. 예를 들어, 컴퓨터는 우주의 모든 원자 상태를 1분 안에 설명할 수 있으며 계산이 시작된 순간부터 2분 후에 이를 달성하게 됩니다.

00:00에 계산을 시작하고 계산이 끝날 때까지 기다렸다고 가정합니다(00:01). 이제 00:02에 대한 예측이 있습니다. 00:02에 끝나고 00:03에 미래를 예측하는 두 번째 계산을 실행해 보겠습니다. 이제 컴퓨터 자체도 가상의 우주의 일부라는 사실에 주목하세요. 즉, 그는 00:01에 00:02의 상태를 알고 있습니다. 즉, 그는 00:03의 우주 상태를 계산한 결과를 알고 있습니다. 따라서 동일한 기술을 반복함으로써 기계가 00:04 등에서 우주의 미래를 무한정 알고 있음을 보여줄 수 있습니다.

해석.물질적 장치에 구현된 계산 속도는 무한할 수 없다는 것은 명백합니다. 따라서 컴퓨터를 사용하여 미래를 예측하는 것은 불가능합니다. 그러나 주목할 만한 몇 가지 중요한 사항이 있습니다. 첫째, 실험은 원자로 구성된 라플라스의 물질적 악마를 금지합니다. 둘째, 라플라스의 악마는 우주의 수명이 근본적으로 제한되는 조건에서 가능하다는 점에 유의해야 합니다.

맥스웰의 악마

마지막으로 Maxwell의 Demon은 열역학 과정의 고전적인 실험입니다. 이는 제임스 맥스웰(James Maxwell)이 열역학 제2법칙(그의 공식 중 하나에서 영구 운동 기계의 생성을 금지하는 법칙)을 위반하는 방법을 설명하기 위해 도입했습니다.

실험.내부가 칸막이로 두 부분으로 나누어진 중간 크기의 밀봉된 용기를 상상해 보십시오. 칸막이에는 작은 문이나 해치가 있습니다. 그녀 옆에는 지적인 미세한 생물, 즉 맥스웰 자신의 악마가 앉아 있습니다.

특정 온도의 가스로 용기를 채우겠습니다. 명확성을 위해 실온에서는 산소로 채우겠습니다. 온도는 용기 내 가스 분자의 평균 속도를 반영하는 숫자라는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 우리 실험에서 산소의 경우 이 속도는 초당 500미터입니다. 그러나 기체에는 이 표시보다 더 빠르고 느리게 움직이는 분자가 있습니다.

악마의 임무는 칸막이의 문을 향해 날아가는 입자의 속도를 모니터링하는 것입니다. 용기의 왼쪽 절반에서 날아오는 입자의 속도가 초당 500미터 이상이면 악마는 문을 열어 입자를 통과시킵니다. 이보다 작으면 입자가 오른쪽 절반으로 떨어지지 않습니다. 반대로, 탱크 오른쪽 절반에서 입자의 속도가 초당 500미터 미만이면 악마는 이를 왼쪽 절반으로 통과시킵니다.

충분히 오래 기다린 후에 용기의 오른쪽 절반에 있는 분자의 평균 속도가 증가하고 왼쪽 절반에서는 감소하여 오른쪽 절반의 온도도 증가했음을 알 수 있습니다. 예를 들어, 우리는 이 과잉 열을 사용하여 열 엔진을 작동할 수 있습니다. 동시에 원자를 분류하는 데 외부 에너지가 필요하지 않았습니다. Maxwell의 악마가 모든 작업을 수행했습니다.

해석.악마 작업의 주요 결과는 시스템의 전체 엔트로피가 감소하는 것입니다. 즉, 원자를 뜨겁고 차가운 것으로 나눈 후 용기 내 가스 상태의 혼돈 정도가 감소합니다. 열역학 제2법칙은 닫힌 시스템에서는 이를 엄격히 금지합니다.

그러나 실제로 맥스웰의 악마를 이용한 실험은 시스템 설명에 악마 자체를 포함한다면 그다지 역설적이지 않은 것으로 밝혀졌습니다. 그는 밸브를 열고 닫는 작업을 수행하며 원자의 속도를 측정하는 것도 중요합니다. 이 모든 것이 가스 엔트로피 감소를 보상합니다. Maxwell의 악마와 유사한 것을 만드는 실험이 있습니다.

특히 주목할만한 것은 "브라운 딸랑이"입니다. 그 자체로는 분자를 따뜻한 것과 차가운 것으로 분리하지 않지만 혼란스러운 브라운 운동을 사용하여 작업을 수행합니다. 래칫은 블레이드와 기어로 구성되며 한 방향으로만 회전할 수 있습니다(특수 클램프에 의해 제한됨). 블레이드는 무작위로 회전해야 하며, 의도한 회전 방향이 기어의 허용 회전과 일치하는 경우에만 완전한 회전이 가능합니다. 그러나 Richard Feynman은 장치를 자세히 분석하고 작동하지 않는 이유를 설명했습니다. 챔버 내 입자의 평균 영향은 0으로 재설정됩니다.

블라디미르 코롤레프

W. Edward Deming은 4일간의 세미나에서 빨간 구슬 실험을 수행했습니다. 이 페이지에서 빨간색과 흰색 구슬을 사용한 실험 동영상을 시청하세요.

데밍의 빨간구슬 실험. 빨간색과 흰색 구슬로 직접 실험을 수행하는 방법은 무엇입니까? E. Deming이 수행한 빨간색 구슬 실험을 수행하려면 무엇이 필요합니까?

W. E. Deming의 실험 "Red Beads"를 사용한 훈련.

“관리자들은 값싼 일로 바쁘지만,

그들은 엄청난 손실을 무시합니다.”

E. 데밍

빨간 구슬로 실험해 보세요.

박사. 데밍의 붉은 구슬 실험

데밍은 변이의 일반 원인과 특수 원인 사이의 차이를 보여주기 위해 1950년 일본인을 대상으로 한 첫 강의에서 빨간 구슬 실험을 시작했습니다. 수년 동안 Deming은 동일한 장비를 사용하여 빨간색 구슬을 실험했습니다. 이러한 기본 장치는 약 4:1 비율의 흰색 및 빨간색 구슬 상자와 일반적으로 주걱이라고 불리는 플라스틱, 나무, 금속 등의 직사각형 조각으로, 50개의 수직 홈이 만들어집니다. 주걱을 상자에 담그면 50개의 구슬을 선택할 수 있습니다.

실험 설명 출처: Neave Henry R. "Dr. Deming's Space: 원칙 for Building a Sustainable Business" Trans. 영어로부터 - M.: Alpina Business Books, 2005, pp. 110-115.

컬러 일러스트레이션 및 비디오 - S. Grigoriev.

4일간의 워크숍에서 시연된 빨간색 구슬 실험의 기본 형태는 수년 동안 상대적으로 변하지 않았습니다.

마스터는 청중 중에서 자원 봉사자를 초대합니다.

• 관심 있는 근로자 6명(특별한 기술이 필요하지 않습니다. 교육을 받고 질문이나 불만 없이 모든 요구 사항을 준수해야 합니다)
• 두 명의 하급 검사관(그들은 20까지만 셀 수 있어야 함)
• 수석 검사관(두 숫자를 비교하여 동일한지 여부를 확인하고 크고 명확하게 말할 수 있어야 함)
• 등록자(정확하게 작성하고 간단한 산술 연산을 수행할 수 있어야 함)

작업자 1인당 근무일은 주걱을 사용하여 상자에서 샘플(구슬 50개)을 채취하는 과정입니다. 화이트비드는 소비자가 받아들일 수 있는 좋은 제품이다. 빨간색 구슬은 허용되지 않는 제품입니다. 마스터의 요구 사항이나 고위 경영진의 희망에 따라 빨간색 구슬이 1~3개 이상 들어가지 않도록 방지하는 작업이 수행됩니다. 작업자는 작업 수행 방법, 즉 구슬을 혼합하는 방법, 주걱을 사용할 때 방향, 거리, 각도 및 교반 수준이 어떻게 되어야 하는지에 대한 정확한 지침을 제공하는 마스터(Deming)에 의해 훈련됩니다. 변동을 최소화하려면 절차를 표준화하고 규제해야 합니다.

근로자는 작업 결과에 따라 근무 여부가 결정되므로 모든 지침을 매우 주의 깊게 따라야 합니다.

"기억하세요. 일하는 방식에 따라 일하는 하루가 마지막이 될 수도 있습니다. 즐겁게 일하시기 바랍니다!"

제어 프로세스에는 많은 인력이 필요하지만 매우 효과적입니다. 각 작업자는 하루의 일과를 첫 번째 부검사자에게 가져오고, 그 부검사자는 조용히 빨간 구슬의 수를 세고 기록한 다음, 같은 일을 하는 두 번째 부검사자에게 갑니다. 수석 검사관도 침묵을 지키며 두 계정을 비교합니다. 다르다면 오류가 발생한 것입니다! 더욱 우려스러운 점은 두 계정이 모두 동의하더라도 여전히 틀릴 수 있다는 사실입니다. 그러나 오류가 발생한 경우 검사관은 여전히 ​​서로 독립적으로 결과를 다시 계산해야 하는 절차입니다. 점수가 일치하면 수석 조사관이 결과를 발표하고 등록 담당자는 이를 위 화면에 투사된 슬라이드에 기록합니다. 작업자는 자신의 구슬을 상자에 반환합니다. 그러면 작업일이 완료됩니다.

작업은 4일 동안 계속됩니다. 총 24개의 결과가 있습니다. 주인은 끊임없이 그들에 대해 논평합니다. 그는 빨간구슬을 4개로 줄인 알을 칭찬했고, 청중들은 그에게 박수를 보냈다. 그는 16개의 빨간색을 얻은 오드리를 꾸짖고 청중은 초조하게 웃습니다. 오드리가 부주의하고 게으른 것이 아니라면 어떻게 결함이 있는 구슬이 4배나 많을 수 있습니까? 다른 작업자 중 어느 누구도 침착할 수 없습니다. 왜냐하면 Al이 네 가지를 할 수 있다면 누구나 할 수 있기 때문입니다. Al은 확실한 "오늘의 근로자"이며 보너스를 받게 됩니다. 하지만 다음 날, 알이 너무 진정했기 때문에 9개의 빨간 구슬이 발견됩니다. Audrey는 10개를 가져왔습니다. 시작은 좋지 않았지만 이제는 개선되기 시작했습니다. 특히 첫날이 끝날 때 마스터와 진지한 대화를 나눈 후 더욱 그렇습니다.

"그만! 줄을 멈춰요! 벤이 방금 17개의 빨간색을 만들었어요! 회의를 해서 실적 부진의 원인이 무엇인지 알아내도록 합시다. 이런 성과는 사업 폐쇄로 이어질 수 있습니다."

둘째 날이 끝날 무렵, 감독은 노동자들과 진지한 대화를 나눕니다. 사람들이 더욱 편안해지고 경험을 쌓게 되면 결과도 향상될 것입니다.

그런데 첫날 받은 빨간구슬 54개에 이어 둘째날엔 무려 65개나 받았다. 목표는 빨간색 구슬이 아닌 흰색 구슬을 얻는 것입니다. 미래가 참 암울해 보입니다. 아무도 목표에 도달하지 못했습니다. 그들은 더 잘하려고 노력해야 합니다.

우울증에 걸린 근로자가 직장으로 복귀합니다. 그리고 갑자기 두 가지 모습이 나타납니다. 계속해서 결과를 개선하고 있는 Audrey는 7개의 빨간색 구슬에 도달했습니다. Ben은 또한 올바른 길을 가고 있으며 첫 번째 근무일의 성공을 반복합니다 - 나인 레드! 그러나 다른 모든 사람들의 성과는 더 나빴습니다. 빨간 구슬의 총 개수는 다시 증가하여 67개에 이릅니다. 전날과 마찬가지로 성공하지 못한 채 하루가 끝납니다. 감독은 근로자들에게 상당한 개선이 이루어지지 않으면 공장을 폐쇄해야 한다고 말합니다.

넷째날이 시작됩니다. 현재는 빨간색 구슬*을 6개만 생산하고 있는 Audrey 덕분에 상황이 좋아졌다는 사실에 우리는 안도감을 느낍니다. 그러나 전체적으로 하루는 58개의 빨간색으로 끝났으며, 이는 여전히 첫날보다 더 나쁩니다.

지금까지 얻은 모든 결과는 다음과 같습니다.

이 단계에서 감독은 최고의 직원 만 남기고 기업을 구하기 위해 잘 알려진 경영진의 위대한 업적에 도움을 요청하기로 결정합니다. 그는 4일 동안 40개 이상의 빨간 구슬을 만든 세 명의 노동자인 벤, 캐롤, 존을 해고하고, 오드리, 알, 에드에게 보너스를 지급하고 2교대 근무를 강요합니다.

이것이 작동하지 않는 것은 당연합니다.

빨간색 구슬 실험을 관찰함으로써 우리는 드문 이점을 얻습니다. 즉, 시스템을 잘 이해하고 제어 가능하다는 확신을 가질 수 있습니다. 이것을 깨닫고 나면, 작업자에게 의존한다고 추정되지만 실제로는 완전히 기존 시스템에 의해 결정되는 결과에 영향을 미치기 위해 마스터(또는 다른 사람)가 무엇이든 하는 것이 얼마나 무의미한지 분명해집니다. 이 모든 행동은 순전히 무작위적인 변화에 대한 반응이었습니다.

그러나 시스템에 대한 이해가 부족하다고 가정해 보겠습니다. 그러면 우리는 어떻게 해야 합니까? 그런 다음 관리도에 데이터를 표시하고 프로세스 동작에 대해 알려주어야 합니다.

지도의 중앙선은 평균 판독값에 해당합니다. 244/24 = 10.2이므로 1σ(시그마)를 계산하면 다음과 같습니다.

따라서 상한 및 하한 제어 경계의 위치에 대해 다음을 얻습니다.

10.2 + (3 x 2.8) = 18.6" 중심선 + 3σ

10.2 - (3 x 2.8) = 1.8 "각각 중간선은 3σ입니다.

참고 S. Grigoriev: 관리도를 작성하기 위해 선택한 유형은 대체 데이터의 np-map이었습니다. 관리 한계 계산을 위한 구성 규칙 및 공식은 GOST R ISO 7870-1-2011(ISO 7870-1:2007), GOST R ISO 7880-2-2015(ISO 7870-2:2013) - 통계적 방법의 설명을 참조하세요. . Shewhart 관리도. 추가 설명이 필요한 경우 요청 시 제공해 드리겠습니다.

관리 차트는 아래 그림에 나와 있습니다.

이 지도는 우리가 가정한 것, 즉 프로세스가 통계적으로 통제된 상태에 있음을 확인시켜 줍니다. 시스템에 따라 변동이 발생합니다. 노동자들은 무력하다. 그들은 시스템이 제공하는 것만을 제공할 수 있다. 시스템은 안정적이고 예측 가능합니다.

내일이나 모레, 다음 주에 실험을 하면 비슷한 범위의 결과를 얻을 가능성이 높습니다.

쌀. 2011년 4월 2일에 수행된 빨간색 구슬 실험의 제어 np 카드입니다. Grigoriev S.의 교육 세미나에서 동영상 보기(8분)

쌀. 1983년에 수행된 빨간색 구슬 실험의 대조 np 맵 비교. E. 데밍과 2011년 S. Grigoriev. S. Grigoriev의 실험에서는 다른 칼날, 다른 구슬, 다른 사람(작업자)이 사용되었으며 프로세스 자체가 약간 수정되었으며 기간은 28년이었습니다. 그러나 주요 전신 요인, 즉 빨간색 구슬과 흰색 구슬의 비율은 동일하게 유지되었습니다. Deming의 실험에서 얻은 관리 한계는 향후 30년까지 연장될 수 있으며 공정의 동작을 합리적인 정확도로 예측할 수 있습니다. 이것이 무엇을 말해주는가?

세미나 참가자들은 스승의 욕과 비난과는 별개로 좋은 결과에서 오는 기쁨과 나쁜 결과에서 오는 슬픔을 본다. 그들은 추세(예: Audrey의 결과가 크게 향상되는 경향)를 보고, 상대적으로 균일한 결과(예: John의 결과)를 확인하며, 가변적인 결과(예: Ben의 결과)를 봅니다. 그들은 주인의 쓸모없고 의미 없는 지시가 문자 그대로 따르지 않을 때 주인의 불평과 탄식을 보고 듣습니다. 그들은 노동자들이 서로 비교되는 것을 봅니다. 실제로 노동자들은 결과를 산출하는 데 발언권이 없습니다. 결과는 전적으로 그들이 일하는 시스템에 의해 결정됩니다. 그리고 세미나 참가자들은 근로자들이 자신의 잘못 없이 직장을 잃는 반면 다른 사람들은 특별한 장점 없이 보너스를 받는 방법도 확인합니다(시스템이 그들을 더 충성스럽게 대하는 것을 제외하고).

데밍은 실험의 몇 가지 명백한 특징과 덜 분명한 몇 가지 다른 특징을 지적합니다. 따라서 각 4일의 종료 시점에 누적된 평균 값은 각각 다음과 같습니다.

Deming은 청중에게 실험이 계속되면 평균이 어느 정도에 정착할지 묻습니다. 흰색 구슬과 빨간색 구슬의 비율은 4:1이므로 수학 법칙에 익숙한 사람들에게는 답이 10.0이라는 것이 분명합니다. 그러나 이는 사실이 아닌 것으로 밝혀졌습니다. 이는 난수법을 사용하여 샘플링을 수행한 경우 정확합니다. 그러나 실제로는 블레이드를 상자에 담그는 방식으로 수행됩니다. 이는 무작위 샘플링이 아닌 기계적 샘플링으로 수학적 법칙이 적용됩니다. 추가 증거로 Deming은 수년에 걸쳐 4개의 서로 다른 블레이드를 사용하여 얻은 결과를 인용합니다. 이들 중 적어도 두 가지에 대해 전통적인 통계학자는 결과를 10.0과 "통계적으로 유의미하게" 다르게 평가합니다. 생산 공정에서 어떤 유형의 샘플링을 수행합니까? 기계적인가, 무작위인가? 산업 응용을 위해 표준 통계 이론에만 의존하는 사람들은 어떻게 될까요?

이 실험의 모든 내용이 하지 말아야 할 일의 예를 제공하는 것은 아닙니다. 제어 프로세스가 구성되는 방식에는 중요한 긍정적인 측면이 있습니다.

언뜻보기에 이는 Deming이 세미나에서 때때로 논의하는 아이디어 중 하나와 모순되며 제어 프로세스에는 책임 분할이 있습니다. 실제로 결과에 대한 각 컨트롤러의 기여는 서로 독립적입니다. 책임 공유의 위험은 합의의 위험으로 축소됩니다.

깔때기 실험과 빨간색 구슬 실험 모두에서 자연스러운 질문이 제기됩니다. 개선을 위해 무엇을 할 수 있습니까? 우리는 이미 답을 알고 있습니다. 고려 중인 시스템은 통계적으로 관리되는 상태이므로 실제로 변경해야만 실질적인 개선이 가능합니다. 출력에 영향을 주어 얻을 수 없습니다. 시스템 작동 결과: 출력에 영향을 미치는 것은 변동의 특별한 원인이 있는 경우에만 적합합니다. 결과에 영향을 미치는 것은 바로 퍼널 실험의 규칙 2, 3, 4가 목표로 하는 것이며, 이 실험에서 마스터의 모든 감정적 외침도 목표로 합니다.

변동의 일반적인 원인을 제거하기 위해 시스템에 영향을 미치는 것은 일반적으로 특수 원인을 제거하기 위해 조치를 취하는 것보다 더 어려운 작업입니다. 따라서 깔때기 실험에서는 공이 떨어진 후의 움직임을 일부 흡수하기 위해 깔때기 자체를 낮추거나 더 부드러운 천을 사용하여 테이블을 덮을 수 있습니다. 빨간색 구슬 실험에서는 제조 공정의 상류 단계나 원자재 공급, 또는 두 가지 모두를 개선하여 상자에 들어 있는 빨간색 구슬의 비율을 어떻게든 줄여야 합니다.

데밍은 빨간 구슬 실험을 "매우 단순하다"고 말합니다. 이것은 사실이다. 그러나 깔때기 실험의 경우처럼 전달되는 아이디어는 전혀 그렇게 간단하지 않습니다.

교육 세미나를 진행하고 E. Deming이 4일간의 세미나에서 시연한 실험을 시연하면서 저는 교육 기간 동안 습득한 지식과 E. Deming의 시스템 관리 이론을 경영진이 실제로 적용하는 과정 사이의 격차에 직면했습니다. 저는 이러한 상황의 주된 이유 중 하나가 많은 관리자들이 경영 스타일의 전면적인 변화에 대해 준비가 되어 있지 않고 이러한 변화 없이는 불가능하기 때문이라고 생각합니다.

Henry Neave는 1980년부터 1993년까지 Deming의 유명한 4일간의 세미나에 25만 명의 사람들이 참석했다고 추정합니다.

1984년 1월 The Washington Post의 E. Deming과의 인터뷰에서:

질문:

"당신은 이 세미나에 사람들을 끌어들이는 데 매우 성공적이었습니다. 그것이 당신에게 격려가 되지 않습니까?"

E. 데밍 박사:

"그게 왜 격려가 되어야 하는지 모르겠습니다. 그들이 무엇을 할지 보고 싶습니다. 몇 년이 걸릴 것입니다."

E. Deming이 생애 말년에 실시한 빨간 구슬 실험의 원본 비디오, Red Beads 강의 비디오 및 E. Deming과의 인터뷰를 시청하십시오.

박사님과 함께하는 빨간구슬 실험 W. 에드워즈 데밍

빨간 구슬의 교훈

레드비드 실험의 교훈

놀라운 사실

종종 수수께끼와 유사한 사고 실험이나 가설은 철학자와 과학자들이 매우 복잡한 아이디어를 설명하기 위해 사용합니다.

철학, 이론물리학 등 물리적 실험이 불가능한 분야에서 사용됩니다.

그들은 생각할 거리를 제공하고 우리가 당연하게 여기는 것을 다시 생각하게 만듭니다.

다음은 가장 유명한 사고 실험 중 일부입니다.

과학 실험

1. 원숭이와 사냥꾼

"사냥꾼은 나무에 있는 원숭이를 지켜보며 조준하고 총을 쏜다. 총알이 무기에서 떠나는 순간 원숭이는 나뭇가지에서 땅으로 떨어진다. 사냥꾼은 원숭이를 공격하기 위해 어떻게 목표를 세워야 합니까??

1. 원숭이를 겨냥한다

2. 원숭이 머리 위로 조준하세요

3. 원숭이 아래를 겨냥하세요

결과는 예상치 못한 것일 수 있습니다. 중력은 원숭이와 총알에 같은 속도로 작용하므로 총알이 아무리 빠르게 이동하더라도(공기 저항 및 기타 요인을 고려하여) 사냥꾼은 원숭이를 겨냥해야 합니다.

2. 뉴턴의 대포알

이 사고 실험에서는 매우 높은 산에 위치한 대포를 상상해야 합니다. 코어를 지구에 90도 각도로 발사합니다..

다이어그램은 발사 시 얼마나 빠르게 이동하는지에 따라 포탄의 가능한 여러 궤적을 보여줍니다.

너무 천천히 움직이면 결국 지구로 떨어질 것입니다.

매우 빠르면 지구의 중력에서 벗어나 우주로 향할 수 있습니다. 평균 속도에 도달하면 지구의 궤도를 따라 움직일 것이다.

이 실험은 중력 연구에 중요한 역할을 하여 위성 및 우주 비행의 기초를 마련했습니다.

3. 카브카 독소의 미스터리

“괴짜 억만장자가 당신에게 독성 물질이 담긴 약병을 제안합니다. 이 약을 마시면 하루 동안 극심한 고통을 주지만 생명을 위협하거나 지속적인 영향을 미치지는 않습니다.

당신이 내일 자정에 독성 물질을 마시려고 한다면 억만장자는 다음날 아침 당신에게 100만 달러를 지불할 것입니다. 그러나 돈을 벌기 위해 꼭 독소를 마실 필요는 없습니다. 돈은 마실 시간이 되기 몇 시간 전에 이미 귀하의 계좌에 들어 있을 것입니다. 하지만... 성공한다면.

당신이 해야 할 일은 오늘 자정과 내일 정오에 독소를 마시는 것뿐입니다. 돈을 받고 독소를 마시지 않으면 마음이 바뀔 수도 있습니다. 질문은 이것입니다: 의도적으로 독성 물질을 마실 수 있습니까??

미국 철학자 그레고리 카브카(Gregory Kavka)에 따르면, 우리가 하려고 하지 않는 한 무엇인가를 하려고 하는 것은 매우 어렵고 거의 불가능할 것입니다. 이성적인 사람은 자신이 독약을 마시지 않을 것이라는 것을 알고 있으므로 독약을 마실 의도도 없습니다.

4. 맹인의 수수께끼

이 수수께끼는 아일랜드 철학자 윌리엄 몰리뉴가 영국 사상가 존 로크에게 물었습니다.

태어날 때부터 눈이 멀었고, 입방체와 공을 촉각으로 구별하는 법을 배운 사람이 갑자기 시력을 되찾았다고 상상해 보십시오.

그 사람이 할 수 있을까? 물체를 만지기 전에 시각을 사용하여 큐브가 무엇인지, 공이 무엇인지 판단하세요.?

대답: 아니요. 비록 촉각을 사용해 경험을 쌓았지만 시력에는 영향을 미치지 않습니다.

이 질문에 대한 답은 인간 정신의 근본적인 문제 중 하나를 해결할 수 있습니다.

예를 들어 경험주의자들은 다음과 같이 믿는다. 사람은 '백지상태'로 태어난다축적된 모든 경험의 총합이 됩니다. 오히려 원주민주의자들은 우리의 주장에 반대했다. 마음은 처음부터 아이디어를 담고 있다, 시력, 소리 및 접촉에 의해 활성화됩니다.

시각 장애인이 갑자기 시력을 되찾고 큐브와 공을 즉시 구별할 수 있다면 이는 지식이 선천적이라는 것을 의미합니다.

몇 년 전 MIT 파완 신하(Pawan Sinha) 교수는 시력을 회복한 환자들을 대상으로 연구를 진행했습니다. 결과는 Molyneux의 가정을 확인시켜주었습니다.

실험(영상)

5. 쌍둥이 역설

아인슈타인은 이 문제를 다음과 같이 공식화했습니다.

"쌍둥이 Joe와 Frank를 상상해 보세요. Joe는 집순이고 Frank는 여행을 좋아합니다.

20번째 생일에는 그 중 하나를 우주선을 타고 빛의 속도로 우주로 이동. 이 속도로 여행하는 데는 5년이 걸리며, 그는 이미 30세가 되어서 돌아옵니다. 집에 돌아온 그는 지구가 50년이 흘렀다는 사실을 알게 된다. 그의 쌍둥이 동생은 나이가 많아 벌써 70세가 되었습니다.

여기서 상대성 법칙이 적용됩니다. 공간을 빠르게 이동할수록 시간은 느리게 이동합니다..

6. 양자 불멸성과 양자 자살

미국 이론가 Max Tegmarok이 제안한 이 사고 실험에서 참가자는 양자 입자의 회전을 측정하는 메커니즘을 갖춘 총을 자신에게 겨누고 있습니다.

측정에 따라 총이 발사될 수도 있고 발사되지 않을 수도 있습니다. 이 가상의 과정은 다음과 같이 알려졌습니다. 양자 자살.

다세계 해석, 즉 평행우주의 존재가 맞다면, 우주는 둘로 갈라질 것이고, 그 중 하나는 참가자가 살고 다른 하나는 죽을 것입니다..

이 분기는 방아쇠를 당길 때마다 발생합니다. 얼마나 많은 총알이 발사되더라도 항상 살아남을 세계 중 하나에 참가자의 버전이 있을 것입니다. 따라서 그는 양자 불멸성을 얻게 될 것입니다.

과학자들의 실험

7. 끝없는 원숭이

"라고 알려진 이 실험은 무한 원숭이 정리"라는 책에서는 무한한 수의 원숭이가 무한한 수의 타자기의 키를 무작위로 누르면 어느 시점에서 그들은 반드시 셰익스피어의 작품을 창조하게 될 것이라고 말합니다.

주요 아이디어는 무한한 수의 작용력과 무한한 시간이 모든 것과 모든 사람을 무작위로 창조할 것이다.. 이 정리는 무한의 본질을 설명하는 가장 좋은 방법 중 하나입니다.

2011년에 미국 프로그래머 Jesse Anderson은 가상 원숭이를 사용하여 이 정리를 테스트하기로 결정했습니다. 그는 수백만 달러를 창조했다" 가상 원숭이" - 임의의 문자 순서를 입력하는 특수 프로그램. 문자 순서가 셰익스피어 작품의 단어와 일치하면 강조 표시됩니다. 따라서 거의 한 달 후 그는 셰익스피어의시 "연인의 불평"을 재현했습니다.

8. 슈뢰딩거의 고양이

슈뢰딩거의 고양이 역설은 양자역학과 관련이 있으며 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 처음 제안했습니다. 그 실험은 방사능 원소와 치명적인 독약병과 함께 상자 안에 갇혀 있는 고양이. 방사성 원소가 한 시간 내에 붕괴할 확률은 50/50입니다. 이런 일이 발생하면 가이거 계수기에 부착된 망치가 약병을 깨뜨려 독을 방출하고 고양이를 죽입니다.

이런 일이 일어날 확률과 일어나지 않을 확률이 동일하기 때문에 상자를 열기 전에 고양이는 살아 있을 수도 있고 죽어 있을 수도 있습니다.

요점은 무슨 일이 일어나고 있는지 아무도 지켜보고 있지 않기 때문에 고양이는 다른 주에 존재할 수 있습니다. 이것은 다음과 같은 유명한 수수께끼와 유사합니다: "숲에 나무가 쓰러졌을 때 아무도 듣지 못한다면 나무는 소리를 내나요?"

슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 특이한 특성을 보여줍니다. 일부 입자는 너무 작아서 변경하지 않고는 측정할 수 없습니다.. 측정하기 전에는 중첩 상태, 즉 동시에 어떤 상태로 존재합니다.

과학 실험

9. 플라스크 속의 뇌

이 사고 실험은 인지 과학부터 철학, 대중 문화에 이르기까지 다양한 분야에 스며들어 있습니다.

실험의 본질은 특정 과학자가 신체에서 뇌를 제거하여 영양 용액이 담긴 플라스크에 넣었습니다.. 전극은 뇌에 부착되어 이미지와 감각을 생성하는 컴퓨터에 연결되었습니다.

세상의 모든 정보는 뇌를 통해 전달되기 때문에 이 컴퓨터는 당신의 경험을 시뮬레이션할 수 있습니다.

질문: 가능하다면, 당신 주변의 세상이 진짜라는 것을 어떻게 증명할 수 있습니까?, 컴퓨터 시뮬레이션이 아닌가요?

이 모든 것은 특히 "플라스크 속의 뇌"실험의 영향을받은 영화 "매트릭스"의 줄거리와 유사합니다.

본질적으로 이 실험은 인간이 된다는 것이 무엇을 의미하는지 생각하게 만듭니다. 따라서 유명한 철학자 르네 데카르트는 모든 감각이 우리의 것이며 “사악한 악마”가 일으킨 환상이 아니라는 것을 증명하는 것이 정말로 가능한지 궁금해했습니다. 그는 이것을 그의 유명한 말인 “Cogito ergo sum”(“나는 생각한다. 그러므로 나는 존재한다”)에 반영했습니다. 하지만 이 경우 전극에 연결된 뇌도 생각할 수 있다.

10. 중국식 방

중국의 방(The Chinese Room)은 미국 철학자 존 설(John Searle)이 1980년대에 제안한 또 다른 유명한 사고 실험입니다.

영어를 말하는 사람이 작은 편지 넣는 칸이 있는 방에 갇혀 있다고 상상해 보십시오. 그 사람은 한자가 적힌 바구니와 영어로 된 설명이 담긴 교과서, 중국어 번역에 도움이 될 것입니다. 문 틈새를 통해 그들은 그에게 한자가 적힌 종이 조각을 건네줍니다. 남자는 교과서를 사용하여 문구를 번역하고 중국어로 응답을 보낼 수 있습니다.

그 자신은 중국어를 전혀 하지 못하지만 중국어를 유창하게 구사한다는 사실을 외부인에게 납득시킬 수 있다.

이 실험은 컴퓨터나 다른 유형의 인공지능이 생각하고 이해할 수 있다는 가정에 도전하기 위해 제안되었습니다. 컴퓨터는 제공된 정보를 이해하지 못하지만 인간 지능처럼 보이는 프로그램을 가지고 있을 수 있습니다.

데밍은 변이의 일반 원인과 특수 원인 사이의 차이를 보여주기 위해 1950년 일본인을 대상으로 한 첫 강의에서 빨간 구슬 실험을 시작했습니다. 수년 동안 Deming은 동일한 장비를 사용하여 빨간색 구슬을 실험했습니다. 이러한 기본 장치는 약 4:1 비율의 흰색 및 빨간색 구슬 상자와 일반적으로 주걱이라고 불리는 플라스틱, 나무, 금속 등의 직사각형 조각으로, 50개의 수직 홈이 만들어집니다. 주걱을 상자에 담그면 50개의 구슬을 선택할 수 있습니다. (통계학자를 위한 참고 사항: 주걱을 담그기 전에 구슬이 잘 섞일 수 있더라도 나는 의도적으로 "무작위 표본"이라는 용어를 사용하지 않습니다.)

4일간의 워크숍에서 시연된 빨간구슬 실험의 기본 형태는 수년이 지나도 비교적 변함이 없었다. 청중 중 자원봉사자를 초대합니다:

관심 있는 근로자 6명(특별한 기술이 필요하지 않습니다. 교육을 받고 질문이나 불만 없이 모든 요구 사항을 준수해야 합니다)

두 명의 하급 검사관(그들은 20까지만 셀 수 있어야 함)

수석 검사관(두 숫자를 비교하여 동일한지 여부를 확인하고 크고 명확하게 말할 수 있어야 함)

등록자(정확하게 작성하고 간단한 산술 연산을 수행할 수 있어야 함)

작업자 1인당 근무일은 주걱을 사용하여 상자에서 샘플(구슬 50개)을 채취하는 과정입니다. 화이트비드는 소비자가 받아들일 수 있는 좋은 제품이다. 빨간구슬은 상품이 아닙니다

허용됩니다. 마스터의 요구 사항이나 고위 경영진의 희망에 따라 빨간색 구슬이 1~3개 이상 들어가지 않도록 방지하는 작업이 수행됩니다. 작업자는 작업 수행 방법, 즉 구슬을 혼합하는 방법, 주걱을 사용할 때 방향, 거리, 각도 및 교반 수준이 어떻게 되어야 하는지에 대한 정확한 지침을 제공하는 마스터(Deming)에 의해 훈련됩니다. 변동을 최소화하려면 절차를 표준화하고 규제해야 합니다.

근로자는 작업 결과에 따라 근무 여부가 결정되므로 모든 지침을 매우 주의 깊게 따라야 합니다.

“일하는 매일이 일하는 방식에 따라 마지막 날이 될 수도 있다는 점을 기억하세요. 즐겁게 일하시길 바랍니다!”

제어 프로세스에는 많은 인력이 필요하지만 매우 효과적입니다. 각 작업자는 하루의 일과를 첫 번째 부검사자에게 가져오고, 그 부검사자는 조용히 빨간 구슬의 수를 세고 기록한 다음, 같은 일을 하는 두 번째 부검사자에게 갑니다. 수석 검사관도 침묵을 지키며 두 계정을 비교합니다. 다르다면 오류가 발생한 것입니다! 더욱 우려스러운 점은 두 계정이 모두 동의하더라도 여전히 틀릴 수 있다는 사실입니다. 그러나 오류가 발생한 경우 검사관은 여전히 ​​서로 독립적으로 결과를 다시 계산해야 하는 절차입니다. 점수가 일치하면 수석 조사관이 결과를 발표하고 등록 담당자는 이를 위 화면에 투사된 슬라이드에 기록합니다.

작업자는 자신의 구슬을 상자에 반환합니다. 그러면 작업일이 완료됩니다.

작업은 4일 동안 계속됩니다. 총 24개의 결과가 있습니다. 주인은 끊임없이 그들에 대해 논평합니다. 그는 빨간구슬을 4개로 줄인 알을 칭찬했고, 청중들은 그에게 박수를 보냈다. 그는 16개의 빨간색을 얻은 오드리를 꾸짖고 청중은 초조하게 웃습니다. 오드리가 부주의하고 게으른 것이 아니라면 어떻게 결함이 있는 구슬이 4배나 많을 수 있습니까? 다른 작업자 중 어느 누구도 침착할 수 없습니다. 왜냐하면 Al이 네 가지를 할 수 있다면 누구나 할 수 있기 때문입니다. Al은 확실한 "오늘의 근로자"이며 보너스를 받게 됩니다. 하지만 다음 날, 알이 너무 진정했기 때문에 9개의 빨간 구슬이 발견됩니다. Audrey는 10개를 가져왔습니다. 시작은 좋지 않았지만 이제는 개선되기 시작했습니다. 특히 첫날이 끝날 때 마스터와 진지한 대화를 나눈 후 더욱 그렇습니다. 멈추다! 줄을 멈춰라! 벤이 방금 레드 17개를 만들었어요! 회의를 갖고 성능 저하의 원인이 무엇인지 이해하도록 노력합시다. 이러한 유형의 작업은 기업 폐쇄로 이어질 수 있습니다. 둘째 날이 끝나면 주인님이

시스템으로서의 조직

노동자들과 진지한 대화를 나눕니다. 사람들이 더욱 편안해지고 경험을 쌓게 되면 결과도 향상될 것입니다. 그런데 첫날 받은 빨간구슬 54개에 이어 둘째날엔 무려 65개나 받았다. 목표는 빨간색 구슬이 아닌 흰색 구슬을 얻는 것입니다. 미래가 참 암울해 보입니다. 아무도 목표에 도달하지 못했습니다. 그들은 더 잘하려고 노력해야 합니다.

우울증에 걸린 근로자가 직장으로 복귀합니다. 그리고 갑자기 두 가지 모습이 나타납니다. 계속해서 결과를 개선하고 있는 Audrey는 7개의 빨간색 구슬에 도달했습니다. Ben은 또한 올바른 길을 가고 있으며 첫 번째 근무일의 성공을 반복합니다 - 나인 레드! 그러나 다른 모든 사람들의 성과는 더 나빴습니다. 빨간 구슬의 총 개수는 다시 증가하여 67개에 이릅니다. 전날과 마찬가지로 성공하지 못한 채 하루가 끝납니다. 감독은 근로자들에게 상당한 개선이 이루어지지 않으면 공장을 폐쇄해야 한다고 말합니다.

넷째날이 시작됩니다. 현재는 빨간색 구슬*을 6개만 생산하고 있는 Audrey 덕분에 상황이 좋아졌다는 사실에 우리는 안도감을 느낍니다. 그러나 전체적으로 하루는 58개의 빨간색으로 끝났으며 이는 여전히 첫날보다 더 나쁩니다.

지금까지의 모든 결과는 다음과 같습니다. 1일 2일 3일 4일 Audrey 합계 16 10 7 6 39 John 9 11 12 10 42 Al 4 9 13 11 37 Carol 7 11 14 11 43 Ben 9 17 9 13 48 Ed 9 7 12 7 35 일일 금액 합계 54 65 67 58 244 이 단계에서 감독은 최고의 직원 만 남기고 기업을 구하기 위해 잘 알려진 경영진의 위대한 업적에 도움을 요청하기로 결정합니다. 그는 4일 동안 40개 이상의 빨간 구슬을 만든 세 명의 노동자인 벤, 캐롤, 존을 해고하고, 오드리, 알, 에드에게 보너스를 지급하고 2교대 근무를 강요합니다.

이것이 작동하지 않는 것은 당연합니다.

*전통적인 통계학자를 위한 참고 사항: 표준 귀무 가설 하에서 Audrey가 4가지 다른 점수를 받았다면 점수가 날마다 좋아질 확률은 1/4입니다! = 1/24 = 0.024. 이는 유의수준 5% 이상으로 유의미한 결과입니다! - 대략. 자동

6장. 빨간색 구슬 실험

빨간색 구슬 실험을 관찰함으로써 우리는 드문 이점을 얻습니다. 즉, 시스템을 잘 이해하고 제어 가능하다는 확신을 가질 수 있습니다. 이것을 깨닫고 나면, 작업자에게 의존한다고 추정되지만 실제로는 완전히 기존 시스템에 의해 결정되는 결과에 영향을 미치기 위해 마스터(또는 다른 사람)가 무엇이든 하는 것이 얼마나 무의미한지 분명해집니다. 이 모든 행동은 순전히 무작위적인 변화에 대한 반응이었습니다.

그러나 시스템에 대한 이해가 부족하다고 가정해 보겠습니다. 그러면 우리는 어떻게 해야 합니까? 그런 다음 관리도에 데이터를 표시하고 프로세스 동작에 대해 알려주어야 합니다. 지도의 중앙선은 평균 판독값에 해당합니다. 244/24 = 10.2이므로 계산 결과는 다음과 같습니다.

따라서 상한 및 하한 제어 경계의 위치에 대해 다음을 얻습니다.

10.2 + (3 x 2.8) = 18.6 및 10.2 - (3 x 2.8) = 1.8

따라서 (유사한 계산에 대해서는 "위기에서 벗어남", p. 304 참조) 관리 차트는 그림 17에 나와 있습니다.

이 지도는 우리가 가정한 것, 즉 프로세스가 통계적으로 통제된 상태에 있음을 확인시켜 줍니다. 시스템에 따라 변동이 발생합니다. 노동자들은 무력하다. 그들은 시스템이 제공하는 것만을 제공할 수 있다. 시스템은 안정적이고 예측 가능합니다. 내일이나 모레, 다음 주에 실험을 하면 비슷한 범위의 결과를 얻을 가능성이 높습니다.

본부

쌀. 17. 레드비드 실험 데이터 관리도

시스템으로서의 조직

빨간 구슬 실험의 의미를 적극적으로 흡수하는 데 전념하는 세미나 참가자는 데밍이 결과를 요약하기 전에도 많은 흥미로운 관찰을 할 수 있습니다. 그들은 주인의 저주와 비판과는 별개로 좋은 결과에서 오는 즐거움과 나쁜 결과에서 오는 슬픔을 봅니다. 그들은 추세(예: Audrey의 결과가 크게 향상되는 경향)를 보고, 상대적으로 균일한 결과(예: John의 결과)를 확인하며, 가변적인 결과(예: Ben의 결과)를 봅니다. 그들은 주인의 쓸모없고 의미 없는 지시가 문자 그대로 따르지 않을 때 주인의 불평과 탄식을 보고 듣습니다. 그들은 노동자들이 서로 비교되는 것을 봅니다. 실제로 노동자들은 결과를 산출하는 데 발언권이 없습니다. 결과는 전적으로 그들이 일하는 시스템에 의해 결정됩니다. 그리고 세미나 참가자들은 근로자들이 자신의 잘못 없이 직장을 잃는 반면 다른 사람들은 특별한 장점 없이 보너스를 받는 방법도 확인합니다(시스템이 그들을 더 충성스럽게 대하는 것을 제외하고).

데밍은 실험의 몇 가지 명백한 특징과 덜 분명한 몇 가지 다른 특징을 지적합니다. 따라서 각 4일의 종료 시점에 누적된 평균 값은 각각 다음과 같습니다.

Deming은 청중에게 실험이 계속되면 평균이 어느 정도에 정착할지 묻습니다. 흰색 구슬과 빨간색 구슬의 비율은 4:1이므로 수학 법칙에 익숙한 사람들에게는 답이 10.0이라는 것이 분명합니다. 그러나 이는 사실이 아닌 것으로 밝혀졌습니다. 이는 난수법을 사용하여 샘플링을 수행한 경우 정확합니다. 그러나 실제로는 블레이드를 상자에 담그는 방식으로 수행됩니다. 이는 무작위 샘플링이 아닌 기계적 샘플링으로 수학적 법칙이 적용됩니다. 추가 증거로 Deming은 수년에 걸쳐 4개의 서로 다른 블레이드를 사용하여 얻은 결과를 인용합니다. 이들 중 적어도 두 가지에 대해 전통적인 통계학자는 결과를 10.0과 "통계적으로 유의미하게" 다르게 평가합니다. 생산 공정에서 어떤 유형의 샘플링을 수행합니까? 기계적인가, 무작위인가? 산업 응용을 위해 표준 통계 이론에만 의존하는 사람들은 어떻게 될까요?

이 실험의 모든 내용이 하지 말아야 할 일의 예를 제공하는 것은 아닙니다. 제어 프로세스가 구성되는 방식에는 중요한 긍정적인 측면이 있습니다. 언뜻 보면 데밍이 가끔 주장하는 생각 중 하나와 모순됩니다.

6장. 빨간색 구슬 실험

세미나에서 고려하고 통제 과정에는 책임 분담이 있습니다. 실제로 결과에 대한 각 컨트롤러의 기여는 서로 독립적입니다. 책임 공유의 위험은 합의의 위험으로 축소됩니다. 이 문제는 21장에서 더 자세히 논의됩니다(깔때기 및 목표 실험의 규칙 4 참조).

깔때기 실험(5장 참조)과 빨간색 구슬 실험 모두에서 자연스러운 질문이 제기됩니다. 상황을 개선하기 위해 무엇을 할 수 있습니까? 우리는 이미 답을 알고 있습니다. 고려 중인 시스템은 통계적으로 관리되는 상태이므로 실제로 변경해야만 실질적인 개선이 가능합니다. 출력에 영향을 주어 얻을 수 없습니다. 시스템 작동 결과: 출력에 영향을 미치는 것은 변동의 특별한 원인이 있는 경우에만 적합합니다. 결과에 영향을 미치는 것은 바로 퍼널 실험의 규칙 2, 3, 4가 목표로 하는 것이며, 이 실험에서 마스터의 모든 감정적 외침도 목표로 합니다.

변동의 일반적인 원인을 제거하기 위해 시스템에 영향을 미치는 것은 일반적으로 특수 원인을 제거하기 위해 조치를 취하는 것보다 더 어려운 작업입니다. 따라서 깔때기 실험에서는 공이 떨어진 후의 움직임을 일부 흡수하기 위해 깔때기 자체를 낮추거나 더 부드러운 천을 사용하여 테이블을 덮을 수 있습니다. 빨간색 구슬 실험에서는 제조 공정의 상류 단계나 원자재 공급, 또는 두 가지 모두를 개선하여 상자에 들어 있는 빨간색 구슬의 비율을 어떻게든 줄여야 합니다.

데밍은 빨간 구슬 실험을 "매우 단순하다"고 말합니다. 이것은 사실이다. 그러나 깔때기 실험의 경우처럼 전달되는 아이디어는 전혀 그렇게 간단하지 않습니다.