O termo Gedankenexperiment, experimento mental, foi cunhado pelo físico e químico dinamarquês Hans Christian Ørsted (1777–1851). Ørsted descrevia um procedimento conceitual conduzido na imaginação, em vez de realizado por meio de experimentação física.
Posteriormente, filósofos e cientistas adotaram e popularizaram o conceito, entre eles Ernst Mach, que empregou Gedankenexperiment de forma extensa. O método em si, contudo, antecede a criação do termo. Aparece em obras de Galileu e em Zenão de Eleia.
A formulação de Gedankenexperiment de Ørsted aparece no primeiro volume de Ansicht der chemischen Naturgesetze, “Visão das Leis Químicas da Natureza”, publicado em 1812. Ørsted argumentava o uso combinado da razão e da imaginação na descoberta científica. Sua abordagem contrastava com métodos exclusivamente empíricos. O experimento mental tornou-se uma ferramenta central da física teórica, na filosofia da ciência e na ética.
Na filosofia e na ética, o problema do bonde, desenvolvido por Philippa Foot e Judith Jarvis Thomson, apresenta o seguinte cenário: um bonde desgovernado avança em direção a cinco pessoas amarradas aos trilhos. É possível puxar uma alavanca para desviá-lo para um trilho lateral, onde há apenas uma pessoa. Surge então a pergunta: deve-se puxar a alavanca? Diversas variações foram propostas, entre elas a hipótese de empurrar um homem corpulento de uma ponte. A questão seria saber se é moralmente permissível causar ativamente uma morte para salvar cinco pessoas. Também se pergunta se há diferença moral entre ferir alguém fisicamente e apenas puxar uma alavanca.
A Máquina de Experiências, de Robert Nozick, imagina uma máquina capaz de proporcionar qualquer experiência prazerosa desejada, com sensação integral de realidade, durante toda a vida. O indivíduo deve decidir se deseja conectar-se a ela. A questão investigada é se existe algo mais valioso em uma boa vida além da felicidade subjetiva e das experiências prazerosas. O experimento pergunta ainda se valorizamos efetivamente realizar ações e sermos determinados tipos de pessoa.
O Violinista, de Judith Jarvis Thomson, descreve a situação em que alguém desperta conectado ao sistema circulatório de um violinista famoso e inconsciente. Desconectá-lo causaria sua morte, mas ele necessita utilizar os rins da pessoa por nove meses. O problema pergunta se é permissível desligá-lo. O argumento foi desenvolvido em defesa do direito ao aborto. Ele desafia a ideia de que o direito à vida do feto automaticamente se sobrepõe ao direito da mulher à autonomia corporal.
O Quarto Chinês, de John Searle, propõe um homem que não fala chinês, mas segue regras escritas em inglês para manipular símbolos chineses e produzir respostas perfeitas nesse idioma. Para observadores externos, o quarto parece compreender chinês. O experimento pergunta se o homem realmente entende a língua. A questão central é saber se um computador executando um programa pode verdadeiramente compreender ou possuir consciência, ou se apenas manipula símbolos. O argumento tornou-se uma das principais críticas à inteligência artificial forte.
O Navio de Teseu, associado a Plutarco e Hobbes, apresenta um navio famoso cujas tábuas são substituídas ao longo do tempo. Pergunta-se se ele continua sendo o mesmo navio. Caso as tábuas antigas sejam reunidas novamente, surge outra questão: qual dos dois seria o navio original? O problema investiga o que torna algo idêntico a si mesmo ao longo do tempo. O experimento aborda identidade, mudança e persistência. O mesmo raciocínio aplica-se à identidade pessoal e à pergunta sobre sermos a mesma pessoa de nossa infância.
O Paradoxo da Adição Simples, também chamado de Conclusão Repugnante, formulado por Derek Parfit, compara duas populações. Há uma população pequena e muito feliz, chamada A, e uma população muito maior, chamada Z, cujos integrantes possuem vidas minimamente dignas de serem vividas. Parfit argumenta que a simples adição de pessoas conduz à conclusão contraintuitiva de que Z seria melhor que A. O problema examina como diferentes populações devem ser comparadas e pergunta se uma quantidade total maior de felicidade seria preferível, mesmo quando a felicidade média é muito baixa.
A Posição Original e o Véu da Ignorância, de John Rawls, propõem a construção de uma sociedade justa sem que as pessoas conheçam sua própria raça, gênero, riqueza, talentos ou crenças. Esse desconhecimento constitui o véu da ignorância. O experimento pergunta quais regras seriam escolhidas nessas condições. Rawls sustenta que as pessoas priorizariam direitos básicos e aceitariam desigualdades apenas quando elas beneficiassem os menos favorecidos.
Na física e na filosofia da ciência, o Gato de Schrödinger, de Erwin Schrödinger, imagina um gato fechado em uma caixa e simultaneamente vivo e morto até o momento da observação. O estado depende de um evento quântico aleatório, como o decaimento de um átomo radioativo. O experimento critica a interpretação de Copenhague da mecânica quântica e pergunta o que significa efetivamente “observar”. Também questiona se a realidade existe independentemente da medição.
O Paradoxo dos Gêmeos, de Albert Einstein, imagina um dos gêmeos viajando em um foguete próximo à velocidade da luz e retornando mais jovem que o irmão que permaneceu na Terra. O efeito decorre da relatividade especial. A questão consiste em saber se há realmente um paradoxo. A resposta é negativa, pois o gêmeo viajante sofre aceleração, rompendo a simetria entre os observadores. O experimento ilustra a dilatação temporal.
O Demônio de Maxwell, formulado por James Clerk Maxwell, propõe um pequeno demônio que controla uma porta entre duas câmaras contendo gás. Ele permite que moléculas rápidas e quentes passem em uma direção e moléculas lentas e frias na direção oposta, reduzindo a entropia sem realizar trabalho. O problema pergunta se isso viola a Segunda Lei da Termodinâmica. A dificuldade foi resolvida ao se perceber que o demônio precisaria utilizar informação, o que envolve um custo entrópico.
O experimento da Torre de Pisa, atribuído a Galileu Galilei, mas considerado apócrifo, imagina duas bolas de pesos diferentes sendo soltas de um lugar elevado. Aristóteles afirmava que a bola mais pesada cairia primeiro. Galileu argumentou que ambas cairiam juntas. A questão investiga o funcionamento real da gravidade. Hoje se sabe que isso ocorre na ausência de resistência do ar. O exemplo tornou-se um modelo do uso do raciocínio lógico para contestar autoridades estabelecidas.
No Elevador de Einstein, também chamado de Paradoxo do Elevador, parte de uma pessoa dentro de um elevador fechado. Ela sente peso sobre os pés e deve decidir se está na Terra, sob ação da gravidade, ou no espaço profundo, acelerando para cima a 9,8 m/s². O experimento constitui o ponto de partida da relatividade geral. Ele sustenta que gravidade e aceleração são localmente indistinguíveis, princípio conhecido como princípio da equivalência.
O Amigo de Wigner, de Eugene Wigner, seria um amigo observando um sistema quântico, como um gato, dentro de um laboratório selado. Para Wigner, que permanece do lado de fora, o amigo e o laboratório continuam em superposição quântica. O problema pergunta se a observação do amigo é “real”. O experimento amplia as implicações do Gato de Schrödinger e investiga onde estaria a separação entre realidade quântica e realidade clássica. Também pergunta se dois observadores podem possuir “fatos” diferentes.
Nos debates sobre identidade pessoal e consciência, o Quarto de Mary, também chamado de Argumento do Conhecimento, formulado por Frank Jackson, descreve Mary, uma neurocientista brilhante que sempre viveu em um ambiente em preto e branco. Mary conhece todos os aspectos físicos da visão das cores. Quando vê uma rosa vermelha pela primeira vez, pergunta-se se aprendeu algo novo. O experimento investiga a existência de qualia, experiências subjetivas não físicas. O argumento dirige-se contra o fisicalismo, a tese de que tudo é físico.
O Cérebro em uma Cuba, associado a Hilary Putnam e inspirado na versão moderna do demônio maligno de Descartes, imagina um cérebro mantido vivo em uma cuba e alimentado por sinais elétricos que simulam perfeitamente a realidade. Surge então a possibilidade de sermos esse cérebro. O problema expressa um ceticismo radical e pergunta se é possível ter certeza da realidade externa ou das próprias percepções. A resposta célebre de Descartes afirma: “Penso, logo existo”.
O Problema da Teletransportação, de Derek Parfit, imagina um teletransportador que escaneia uma pessoa, destrói seu corpo e envia as informações para Marte, onde uma cópia perfeita é reconstruída. O experimento pergunta se a pessoa original desperta em Marte ou se morreu durante o processo. A questão investiga a identidade pessoal ao longo do tempo e pergunta se ela depende da continuidade física, da continuidade psicológica, como memórias e personalidade, ou de algum outro fator.
O Cérebro de Boltzmann, de Ludwig Boltzmann, imagina uma flutuação aleatória em um universo infinito produzindo um cérebro consciente com memórias falsas. O experimento questiona se nossas percepções poderiam ser ilusórias e examina problemas de probabilidade, entropia e confiabilidade do conhecimento em certos modelos cosmológicos.
Os Zumbis Filosóficos, popularizados por David Chalmers, imaginam seres fisicamente idênticos aos humanos, mas sem consciência ou qualia. O experimento desafia o fisicalismo ao perguntar se processos puramente materiais bastam para explicar a experiência subjetiva e a consciência.
Os Paradoxos de Zenão, formulados por Zenão de Eleia, como Aquiles e a Tartaruga, argumentam que o movimento seria logicamente impossível devido às divisões infinitas do espaço e do tempo. Esses experimentos mentais influenciaram debates sobre infinito, continuidade, matemática e natureza da realidade física.
O Paradoxo da Tolerância, formulado por Karl Popper, pergunta se uma sociedade tolerante deve tolerar grupos intolerantes que utilizam liberdades democráticas para destruir a própria tolerância. O experimento investiga os limites éticos e políticos da sociedade aberta.
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