Experiência de pensamento - Thought experiment

O gato de Schrödinger (1935) apresenta um gato que está em uma superposição de estados de vida e morte, dependendo de um evento quântico aleatório . Ilustra as implicações contra-intuitivas da interpretação de Copenhague de Bohr quando aplicada a objetos do dia-a-dia.

Um experimento de pensamento é uma situação hipotética em que uma hipótese , teoria ou princípio é apresentado com o propósito de refletir sobre suas consequências.

Johann Witt-Hansen estabeleceu que Hans Christian Ørsted foi o primeiro a usar o termo alemão Gedankenexperiment (lit. experiência de pensamento) por volta de 1812. Ørsted também foi o primeiro a usar o termo equivalente Gedankenversuch em 1820.

Muito mais tarde, Ernst Mach usou o termo Gedankenexperiment de uma maneira diferente, para denotar exclusivamente a conduta imaginária de um experimento real que seria subsequentemente realizado como um experimento físico real por seus alunos. A experimentação física e a mental podem então ser contrastadas: Mach pediu a seus alunos que lhe fornecessem explicações sempre que os resultados de seus experimentos físicos reais e subsequentes fossem diferentes daqueles de seus experimentos imaginários anteriores.

O termo em inglês experimento de pensamento foi cunhado (como um calque ) a partir do Gedankenexperiment de Mach e apareceu pela primeira vez na tradução para o inglês de 1897 de um dos artigos de Mach. Antes de seu surgimento, a atividade de propor questões hipotéticas que empregavam o raciocínio subjuntivo já existia há muito tempo (para cientistas e filósofos). No entanto, as pessoas não tinham como categorizar ou falar sobre isso. Isso ajuda a explicar a gama extremamente ampla e diversa de aplicação do termo "experimento mental", uma vez que foi introduzido no inglês.

O objetivo comum de um experimento mental é explorar as consequências potenciais do princípio em questão:

"Um experimento de pensamento é um dispositivo com o qual alguém realiza um processo intencional e estruturado de deliberação intelectual a fim de especular, dentro de um domínio de problema especificável, sobre potenciais consequentes (ou antecedentes) para um determinado antecedente (ou conseqüente)" (Yeates, 2004 , p. 150).

Dada a estrutura do experimento, pode não ser possível realizá-lo e, mesmo que pudesse ser realizado, não é necessário haver intenção de realizá-lo.

Exemplos de experimentos mentais incluem o gato de Schrödinger , ilustrando a indeterminação quântica por meio da manipulação de um ambiente perfeitamente selado e um pequeno pedaço de substância radioativa , e o demônio de Maxwell , que tenta demonstrar a capacidade de um ser finito hipotético de violar a 2ª lei da termodinâmica .

Visão geral

O antigo grego deiknymi ( δείκνυμι ), ou experimento de pensamento, "era o mais antigo padrão de prova matemática " e existia antes da matemática euclidiana, onde a ênfase estava na conceitual, ao invés da parte experimental de um experimento de pensamento.

Talvez o principal experimento na história da ciência moderna seja a demonstração de Galileu de que objetos em queda devem cair na mesma proporção, independentemente de suas massas. É amplamente considerado que foi uma demonstração física direta, envolvendo escalar a Torre Inclinada de Pisa e derrubar dois pesos pesados ​​dela, quando, na verdade, foi uma demonstração lógica, usando a técnica de 'experimento mental'. O 'experimento' é descrito por Galileo em Discorsi e dimostrazioni matematiche (1638) (literalmente, 'Discursos e Demonstrações Matemáticas') assim:

Salviati . Se então tomarmos dois corpos cujas velocidades naturais são diferentes, é claro que, ao unir os dois, o mais rápido será parcialmente retardado pelo mais lento, e o mais lento será um tanto acelerado pelo mais rápido. Você não concorda comigo nesta opinião?

Simplício . Você está inquestionavelmente certo.

Salviati . Mas se isso for verdade, e se uma pedra grande se mover com uma velocidade de, digamos, oito, enquanto uma menor se mover com uma velocidade de quatro, então, quando eles estiverem unidos, o sistema se moverá com uma velocidade menor que oito; mas as duas pedras, quando amarradas juntas, fazem uma pedra maior do que aquela que antes se movia com uma velocidade de oito. Conseqüentemente, o corpo mais pesado se move com menos velocidade do que o mais leve; um efeito contrário à sua suposição. Assim, você vê como, partindo do pressuposto de que o corpo mais pesado se move mais rapidamente do que o mais leve, eu deduzo que o corpo mais pesado se move mais lentamente.

Embora o extrato não transmita a elegância e o poder da 'demonstração' muito bem, está claro que é um experimento de 'pensamento', ao invés de prático. Estranho, então, como diz Cohen, que filósofos e cientistas se recusem a reconhecer tanto Galileu em particular quanto a técnica de experimentos mentais em geral por seu papel central tanto na ciência quanto na filosofia. (A exceção prova a regra - o filósofo da ciência iconoclasta, Paul Feyerabend , também observou esse preconceito metodológico.) Em vez disso, muitos filósofos preferem considerar 'Experimentos de Pensamento' como meramente o uso de um cenário hipotético para ajudar a compreender a maneira como as coisas estão.

Usos

Experimentos de pensamento, que são questões hipotéticas bem estruturadas e bem definidas que empregam raciocínio subjuntivo ( irrealis moods ) - "O que poderia acontecer (ou, o que poderia ter acontecido) se ..." - foram usados ​​para colocar questões em filosofia em pelo menos desde a antiguidade grega, alguns anteriores a Sócrates . Na física e em outras ciências, muitos experimentos mentais datam do século 19 e especialmente do século 20, mas os exemplos podem ser encontrados pelo menos já em Galileu .

Em experimentos mentais, ganhamos novas informações reorganizando ou reorganizando dados empíricos já conhecidos de uma nova maneira e fazendo novas inferências (a priori) a partir deles ou olhando para esses dados de uma perspectiva diferente e incomum. No experimento mental de Galileu, por exemplo, o rearranjo da experiência empírica consiste na ideia original de combinar corpos de pesos diferentes.

Os experimentos mentais têm sido usados ​​na filosofia (especialmente na ética), na física e em outros campos (como psicologia cognitiva , história, ciência política , economia, psicologia social , direito, estudos organizacionais , marketing e epidemiologia ). Na lei, o sinônimo "hipotético" é freqüentemente usado para tais experimentos.

Independentemente do objetivo pretendido, todos os experimentos mentais exibem uma forma padronizada de pensar que é projetada para nos permitir explicar, prever e controlar eventos de uma maneira melhor e mais produtiva.

Consequências teóricas

Em termos de suas consequências teóricas, os experimentos mentais em geral:

  • desafiar (ou mesmo refutar) uma teoria prevalecente, muitas vezes envolvendo o dispositivo conhecido como reductio ad absurdum , (como no argumento original de Galileu, uma prova por contradição ),
  • confirmar uma teoria prevalecente,
  • estabelecer uma nova teoria, ou
  • simultaneamente refutar uma teoria prevalecente e estabelecer uma nova teoria por meio de um processo de exclusão mútua

Aplicações práticas

Os experimentos mentais podem produzir algumas perspectivas muito importantes e diferentes sobre teorias anteriormente desconhecidas ou não aceitas. No entanto, eles podem tornar essas teorias irrelevantes e podem criar novos problemas que são igualmente difíceis, ou possivelmente mais difíceis de resolver.

Em termos de sua aplicação prática, os experimentos mentais geralmente são criados para:

  • desafiar o status quo prevalecente (que inclui atividades como corrigir informações incorretas (ou mal-entendidos), identificar falhas no (s) argumento (s) apresentado (s), preservar (para o longo prazo) fatos objetivamente estabelecidos e refutar afirmações específicas de que alguma coisa particular é permissível, proibido, conhecido, acreditado, possível ou necessário);
  • extrapolar além (ou interpolar dentro) dos limites do fato já estabelecido;
  • prever e prever o futuro (caso contrário) indefinido e incognoscível;
  • explicar o passado;
  • a retrodição , pós - previsão e retrodição do passado (caso contrário) indefinido e incognoscível;
  • facilitar a tomada de decisão, escolha e seleção de estratégia;
  • resolver problemas e gerar ideias;
  • mover os problemas atuais (muitas vezes insolúveis) para outro espaço de problema mais útil e mais produtivo (por exemplo: fixação funcional );
  • atribuir causalidade, evitabilidade, culpa e responsabilidade por resultados específicos;
  • avaliar a culpabilidade e os danos compensatórios em contextos sociais e jurídicos;
  • garantir a repetição de sucessos anteriores; ou
  • examine até que ponto os eventos passados ​​podem ter ocorrido de forma diferente.
  • garantir a (futura) prevenção de falhas passadas

Tipos

Representação temporal de um experimento mental pré-real.

De um modo geral, existem sete tipos de experimentos mentais nos quais raciocinamos das causas aos efeitos, ou dos efeitos às causas:

Pré-factual

Experimentos de pensamento pré-factuais (antes do fato) - o termo pré-factual foi cunhado por Lawrence J. Sanna em 1998 - especulam sobre possíveis resultados futuros, dado o presente, e perguntam "Qual será o resultado se o evento E ocorrer?"

Contrafactual

Representação temporal de um experimento de pensamento contrafactual.

Experimentos mentais contrafactuais (ao contrário do fato estabelecido) - o termo contrafactual foi cunhado por Nelson Goodman em 1947, estendendo a noção de Roderick Chisholm (1946) de uma "condição contrária aos fatos" - especulam sobre os resultados possíveis de um passado diferente ; e pergunte "O que poderia ter acontecido se A tivesse acontecido em vez de B?" (por exemplo, "Se Isaac Newton e Gottfried Leibniz tivessem cooperado um com o outro, como seria a matemática hoje?").

O estudo da especulação contrafactual tem atraído cada vez mais o interesse dos estudiosos em uma ampla gama de domínios, como filosofia, psicologia, psicologia cognitiva, história, ciência política, economia, psicologia social, direito, teoria organizacional, marketing e epidemiologia.

Semifactual

Representação temporal de um experimento mental semifactual.

Experimentos de pensamento semifactual - o termo semifactual foi cunhado por Nelson Goodman em 1947 - especulam sobre até que ponto as coisas poderiam ter permanecido as mesmas, apesar de haver um passado diferente; e faz a pergunta Mesmo que X tenha acontecido em vez de E, Y ainda teria ocorrido? (por exemplo, mesmo se o goleiro tivesse se movido para a esquerda, em vez de para a direita, ele poderia ter interceptado uma bola que estava viajando a essa velocidade?).

As especulações semifactuais são uma parte importante da medicina clínica.

Preditivo

Representação temporal de predição, previsão e previsão a curto prazo.

A atividade de previsão tenta projetar as circunstâncias do presente no futuro. De acordo com David Sarewitz e Roger Pielke (1999, p123), a previsão científica assume duas formas:

  1. “A elucidação de princípios invariantes - e portanto preditivos - da natureza”; e
  2. "[Usando] conjuntos de dados observacionais e modelos numéricos sofisticados em um esforço para prever o comportamento ou evolução de fenômenos complexos".

Embora executar diferentes funções sociais e científicos, a única diferença entre as atividades qualitativamente idênticas de previsão , previsão, e Nowcasting é a distância do futuro especulado desde o momento presente ocupado pelo usuário. Embora a atividade de previsão a curto prazo, definida como "uma descrição detalhada do clima atual juntamente com as previsões obtidas por extrapolação com até 2 horas de antecedência", esteja essencialmente preocupada em descrever o estado atual das coisas, é prática comum estender o termo "para cobrem previsões de muito curto prazo com até 12 horas de antecedência "(Browning, 1982, p.ix).

Hindcasting

Representação temporal de hindcasting.

A atividade de hindcasting envolve a execução de um modelo de previsão após a ocorrência de um evento para testar se a simulação do modelo é válida.

Retrodição

Representação temporal de retrodição ou pós-condenação.

A atividade de retrodição (ou pós - predição ) envolve retroceder no tempo, passo a passo, em tantos estágios quanto forem considerados necessários, do presente para o passado especulado para estabelecer a causa final de um evento específico (por exemplo, engenharia reversa e forense ).

Dado que a retrodição é um processo em que "observações passadas, eventos, soma e dados são usados ​​como evidências para inferir o (s) processo (s) que os produziu (s)" e que o diagnóstico "envolve a partir de efeitos visíveis como sintomas, sinais e semelhantes às suas causas anteriores ", o equilíbrio essencial entre predição e retrodição poderia ser caracterizado como:

retrodição: diagnóstico :: predição: prognóstico

independentemente de o prognóstico ser do curso da doença na ausência de tratamento ou da aplicação de um regime de tratamento específico a um distúrbio específico em um paciente particular.

Backcasting

Representação temporal de backcasting.

A atividade de backcasting - o termo backcasting foi cunhado por John Robinson em 1982 - envolve estabelecer a descrição de uma situação futura muito definida e muito específica. Envolve então um movimento imaginário para trás no tempo, passo a passo, em tantos estágios quanto forem considerados necessários, do futuro para o presente para revelar o mecanismo através do qual aquele futuro específico específico poderia ser alcançado a partir do presente.

Backcasting não se preocupa em prever o futuro:

A principal característica distintiva das análises de backcasting é a preocupação, não com os prováveis ​​futuros de energia, mas com como os futuros desejáveis ​​podem ser alcançados. É, portanto, explicitamente normativo , envolvendo 'trabalhar para trás' a partir de um determinado ponto final futuro até o presente para determinar quais medidas políticas seriam necessárias para alcançar esse futuro.

De acordo com Jansen (1994, p. 503:

No âmbito do desenvolvimento tecnológico, "previsão" diz respeito à extrapolação dos desenvolvimentos para o futuro e à exploração das realizações que podem ser realizadas através da tecnologia a longo prazo. Por outro lado, o raciocínio por trás do "backcasting" é: com base em um quadro interconectado de demandas que a tecnologia deve atender no futuro - "critérios de sustentabilidade" - para direcionar e determinar o processo que o desenvolvimento de tecnologia deve tomar e, possivelmente, também o ritmo em que isso processo de desenvolvimento deve entrar em vigor. O backcasting [é] uma ajuda importante para determinar a direção que o desenvolvimento da tecnologia deve tomar e para especificar as metas a serem estabelecidas para esse propósito. Como tal, o backcasting é uma busca ideal para determinar a natureza e o alcance do desafio tecnológico colocado pelo desenvolvimento sustentável e, portanto, pode servir para direcionar o processo de busca em direção a novas tecnologias - sustentáveis.

Campos

Os experimentos mentais têm sido usados ​​em uma variedade de campos, incluindo filosofia, direito, física e matemática. Em filosofia, eles têm sido usados ​​pelo menos desde a antiguidade clássica , alguns antes de Sócrates . Na lei, eles eram bem conhecidos dos advogados romanos citados no Digest . Na física e em outras ciências, notáveis ​​experimentos mentais datam do século 19 e especialmente do século 20, mas exemplos podem ser encontrados pelo menos já em Galileu .

Filosofia

Em filosofia, um experimento de pensamento tipicamente apresenta um cenário imaginado com a intenção de obter uma resposta intuitiva ou racional sobre a maneira como as coisas são no experimento de pensamento. (Os filósofos também podem complementar seus experimentos mentais com raciocínio teórico projetado para apoiar a resposta intuitiva desejada.) O cenário será tipicamente projetado para visar uma noção filosófica particular, como moralidade, ou a natureza da mente ou referência linguística. A resposta ao cenário imaginado deve nos dizer sobre a natureza dessa noção em qualquer cenário, real ou imaginário.

Por exemplo, um experimento mental pode apresentar uma situação em que um agente mata intencionalmente um inocente para o benefício de outros. Aqui, a questão relevante não é se a ação é moral ou não, mas, de forma mais ampla, se uma teoria moral é correta que diz que a moralidade é determinada apenas pelas consequências de uma ação (ver Consequencialismo ). John Searle imagina um homem em uma sala trancada que recebe frases escritas em chinês e retorna frases escritas em chinês, de acordo com um manual de instruções sofisticado. Aqui, a questão relevante não é se o homem entende ou não chinês, mas, de forma mais ampla, se uma teoria funcionalista da mente está correta.

Geralmente, espera-se que haja um acordo universal sobre as intuições que um experimento mental elicia. (Conseqüentemente, ao avaliar seus próprios experimentos mentais, os filósofos podem apelar para "o que deveríamos dizer" ou alguma locução desse tipo.) Um experimento mental bem-sucedido será aquele em que as intuições sobre ele sejam amplamente compartilhadas. Mas, muitas vezes, os filósofos diferem em suas intuições sobre o cenário.

Outros usos filosóficos de cenários imaginários também são experimentos mentais. Em um uso de cenários, os filósofos podem imaginar pessoas em uma situação particular (talvez nós mesmos) e perguntar o que fariam.

Por exemplo, sob o véu da ignorância , John Rawls nos pede que imaginemos um grupo de pessoas em uma situação em que nada sabem sobre si mesmas e são encarregadas de criar uma organização social ou política. O uso do estado de natureza para imaginar as origens do governo, como por Thomas Hobbes e John Locke , também pode ser considerado um experimento de pensamento. Søren Kierkegaard explorou as possíveis implicações éticas e religiosas de Abraham 's ligação de Isaac em Temor e tremor . Da mesma forma, Friedrich Nietzsche , em Sobre a Genealogia da Moral , especulou sobre o desenvolvimento histórico da moral judaico-cristã, com o intuito de questionar sua legitimidade.

Um dos primeiros experimentos de pensamento escritos foi a alegoria da caverna de Platão . Outro experimento de pensamento histórico foi o experimento de pensamento " Homem Flutuante " de Avicena no século XI. Ele perguntou a seus leitores a imaginar-se suspenso no ar isolada de todas as sensações , a fim de demonstrar humano auto-conhecimento e auto-consciência , e a substancialidade da alma .

Ciência

Os cientistas tendem a usar experimentos mentais como experimentos imaginários, "proxy" antes de um experimento "físico" real ( Ernst Mach sempre argumentou que esses experimentos gedanken eram "uma pré-condição necessária para o experimento físico"). Nesses casos, o resultado do experimento "substituto" frequentemente será tão claro que não haverá necessidade de conduzir um experimento físico.

Os cientistas também usam experimentos mentais quando determinados experimentos físicos são impossíveis de conduzir ( Carl Gustav Hempel rotulou esses tipos de experimentos de "experimentos teóricos na imaginação "), como o experimento mental de Einstein de perseguir um feixe de luz, levando à relatividade especial . Este é um uso único de um experimento de pensamento científico, em que nunca foi realizado, mas conduziu a uma teoria bem-sucedida, comprovada por outros meios empíricos.

Propriedades

Outras categorizações de experimentos mentais podem ser atribuídas a propriedades específicas.

Possibilidade

Em muitos experimentos mentais, o cenário seria nomologicamente possível , ou possível de acordo com as leis da natureza. A sala chinesa de John Searle é nomologicamente possível.

Alguns experimentos mentais apresentam cenários que não são nomologicamente possíveis. Em seu experimento mental da Terra Gêmea , Hilary Putnam nos pede para imaginar um cenário no qual existe uma substância com todas as propriedades observáveis ​​da água (por exemplo, sabor, cor, ponto de ebulição), mas é quimicamente diferente da água. Argumentou-se que esse experimento de pensamento não é nomologicamente possível, embora possa ser possível em algum outro sentido, como a possibilidade metafísica . É discutível se a impossibilidade nomológica de um experimento mental torna as intuições sobre ele discutíveis.

Em alguns casos, o cenário hipotético pode ser considerado metafisicamente impossível ou impossível em qualquer sentido. David Chalmers diz que podemos imaginar que existem zumbis , ou pessoas que são fisicamente idênticas a nós em todos os aspectos, mas que não têm consciência. Supõe-se que isso mostra que o fisicalismo é falso. No entanto, alguns argumentam que zumbis são inconcebíveis: não podemos imaginar um zumbi mais do que podemos imaginar que 1 + 1 = 3. Outros alegaram que a concebibilidade de um cenário pode não acarretar sua possibilidade.

Raciocínio causal

O primeiro padrão característico que os experimentos mentais exibem é sua orientação no tempo. Eles são:

  • Especulações pré-factuais : experimentos que especulam sobre o que pode ter acontecido antes de um evento específico designado ou
  • Especulações pós-factuais : experimentos que especulam sobre o que pode acontecer após (ou como consequência de) um evento específico designado.

O segundo padrão característico é seu movimento no tempo em relação ao "ponto de vista do momento presente" do indivíduo que realiza o experimento; ou seja, em termos de:

  • Sua direção temporal : são orientados para o passado ou orientados para o futuro?
  • Seu sentido temporal :
    • (a) no caso de experimentos mentais orientados para o passado, eles estão examinando as consequências do "movimento" temporal do presente para o passado ou do passado para o presente? ou,
    • (b) no caso de experimentos mentais orientados para o futuro, eles estão examinando as consequências do "movimento" temporal do presente para o futuro ou do futuro para o presente?

Relação com experimentos reais

A relação com experimentos reais pode ser bastante complexa, como pode ser visto novamente em um exemplo que remonta a Albert Einstein. Em 1935, com dois colegas de trabalho, publicou um artigo sobre um tema recém-criado denominado posteriormente efeito EPR ( paradoxo EPR ). Neste artigo, partindo de certos pressupostos filosóficos, com base em uma análise rigorosa de um certo modelo complicado, mas entretanto afirmadamente realizável, ele chegou à conclusão de que a mecânica quântica deve ser descrita como "incompleta" . Niels Bohr afirmou uma refutação da análise de Einstein imediatamente, e sua opinião prevaleceu. Após algumas décadas, foi afirmado que experimentos viáveis ​​poderiam provar o erro do artigo EPR. Esses experimentos testaram as desigualdades de Bell publicadas em 1964 em um artigo puramente teórico. As suposições iniciais filosóficas EPR mencionadas foram consideradas falsificadas pelo fato empírico (por exemplo, pelos experimentos ópticos reais de Alain Aspect ).

Assim, os experimentos mentais pertencem a uma disciplina teórica, geralmente à física teórica , mas freqüentemente à filosofia teórica . Em qualquer caso, deve ser distinguido de um experimento real, que pertence naturalmente à disciplina experimental e tem "a decisão final sobre verdadeiro ou não verdadeiro ", pelo menos em física.

Interatividade

Os experimentos mentais também podem ser interativos, onde o autor convida as pessoas para seu processo de pensamento, fornecendo caminhos alternativos com resultados alternativos dentro da narrativa, ou por meio da interação com uma máquina programada, como um programa de computador.

Graças ao advento da Internet, o espaço digital se tornou um novo meio para um novo tipo de experimentos mentais. O trabalho filosófico de Stefano Gualeni , por exemplo, enfoca o uso de mundos virtuais para materializar experimentos mentais e negociar ideias filosóficas de maneira lúdica. Seus argumentos foram apresentados originalmente em seu livro Virtual Worlds as Philosophical Tools .

O argumento de Gualeni é que a história da filosofia tem sido, até recentemente, apenas a história do pensamento escrito, e a mídia digital pode complementar e enriquecer a abordagem limitada e quase exclusivamente linguística do pensamento filosófico. Ele considera os mundos virtuais filosoficamente viáveis ​​e vantajosos em contextos como os dos experimentos mentais, quando se espera que os destinatários de uma certa noção ou perspectiva filosófica testem e avaliem objetivamente diferentes cursos de ação possíveis, ou nos casos em que são confrontados com interrogativos concernentes a fenomenologias não reais ou não humanas.

Exemplos

Humanidades

Física

Filosofia

Matemática

Biologia

Ciência da Computação

Economia

Veja também

Referências

Leitura adicional

Bibliografia

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links externos