科学家和他的“宠物”

PS:科学总带给我们一种神秘莫测的感觉，我们总认为科学家做实验，离我们很远很远，但当科学家研究起宠物时……...



PS:

科学总带给我们一种神秘莫测的感觉，我们总认为科学家做实验，离我们很远很远，但当科学家研究起宠物时，我们是不是会有不同的感受呢？

小猫小狗是我们身边常见的萌宠，或许有时还是家庭的小成员，我们只能看到猫的可爱、狗的忠诚，但在科学家的眼中，他们究竟看到了什么呢？

薛定谔的猫



埃尔温·薛定谔（Erwin Schrödinger，1887年——1961年），奥地利理论物理学家，量子力学的奠基人之一。1926年他提出薛定谔方程，为量子力学奠定了坚实的基础。他想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。

薛定谔猫思想实验：把一只猫、一个装有氰化氢气体的烧瓶和一个放射性原子核放进封闭的盒子里。当放射性原子核发生衰变，盒子里的监测器监测到放射性，就会打破烧瓶，释放出烧瓶里有毒的氰化氢气体，杀死这只猫。

根据哥本哈根学派的观点，放射性原子核会处于衰变和不衰变概率叠加的状态，所以猫会处于既死又活的猫。

显然，既死又活的猫是荒谬的。薛定谔想要借此阐述的物理问题是：宏观世界是否也遵从适用于微观尺度的量子叠加原理。“

通过这个思想实验，薛定谔指出了应用量子力学的哥本哈根诠释于宏观物体产生的严峻问题，以及这个问题与物理常识之间的矛盾。

自然的推论：当它们都被锁在箱子里时，因为我们没有观察，所以那个原子处在衰变或不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们打开箱子察看，事情才最终定论：要么猫四脚朝天躺在箱子里死掉了，要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。问题是，当我们没有打开箱子之前，这只猫处在什么状态？似乎唯一的可能就是，它和我们的原子一样处在叠加态，这只猫当时陷于一种死和活的混合。

当然薛定谔的猫这个实验有其不合理性，但指出了量子力学的不确定性，也为其发展提供了不同的猜想。究竟是活猫还是死猫，究竟有没有平行宇宙，这么高深的问题，还是留给科学家们继续探讨，继续争论吧。

巴甫洛夫的狗



伊万·彼得罗维奇·巴甫洛夫（Иван Петрович Павлов，1849年——1936年），俄罗斯生理学家、心理学家、医师、高级神经活动生理学的奠基人。因为对狗研究而首先对经典条件反射作出描述而著名。

巴甫洛夫利用狗看到食物或吃东西之前会流口水的现象，在每次喂食前都先发出一些信号（一开始是摇铃，后来还包括吹口哨、使用节拍器、敲击音叉、开灯……等等），连续了几次之后，他试了一次摇铃但不喂食，发现狗虽然没有东西可以吃，却照样流口水，而在重复训练之前，狗对于“铃声响”是不会有反应的。他从这一点推知，狗经过了连续几次的经验后，将“铃声响”视作“进食”的信号，因此引发了“进食”会产生的流口水现象。这种现象称为条件反射，这证明动物的行为是因为受到环境的刺激，将刺激的讯号传到神经和大脑，神经和大

脑作出反应而来的。

洛伦兹的蝴蝶



爱德华·诺顿·洛伦茨（Edward Norton Lorenz1917年——2008年），美国数学与气象学家。

1979年12月29日，洛伦茨在华盛顿举办的一场美国科学促进会演讲中，发表了著名的“蝴蝶效应”，来说明“混沌理论”：一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，会使更多蝴蝶跟着一起轻拍翅膀。最后将有数千只的蝴蝶都跟着那只蝴蝶一同振翅，其所产生的巨风可以导致一个月后在美国德州发生一场龙卷风。

蝴蝶效应是说，初始条件十分微小的变化经过不放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。有兴趣的同学可以去看看同名电影《蝴蝶效应》，相信会有更深的体会。

芝诺的乌龟



芝诺（Ζήνων，约公元前490年——前430年），古希腊哲学家。芝诺曾提出一系列关于运动的不可分性的哲学悖论，其中最著名的是“阿喀琉斯追乌龟”和“飞矢不动”。

阿喀琉斯追乌龟：阿喀琉斯有一天他碰到一只乌龟，乌龟嘲笑他说：“别人都说你厉害，但我看你如果跟我赛跑，还追不上我。”阿喀琉斯大笑说：“这怎么可能。我就算跑得再慢，速度也有你的10倍，哪会追不上你？”乌龟说：“好，那我们假设一下。你离我有100米，你的速度是我的10倍。现在你来追我了，但当你跑到我现在这个位置，也就是跑了100米的时候，我也已经又向前跑了10米。当你再追到这个位置的时候，我又向前跑了1米，你再追1米，我又跑了1/10米……总之，你只能无限地接近我，但你永远也不能追上我。”
而事实上，根据常识判断，我们知道，阿喀琉斯显然是能够追上乌龟的。但是，你虽然能从事实上驳倒芝诺的悖论，但是在理论上你无法将其驳倒，因为他的逻辑是合理的。

聪明的读者，你能解释一下这其中的奥妙吗？

摩尔根的果蝇



托马斯·亨特·摩尔根（Thomas Hunt Morgan，1866年——1945年），美国遗传学家、现代遗传学之父，在孟德尔定律的基础上，创立现代遗传学的“基因理论”。

摩尔根使用果蝇作为实验材料，研究生物遗传性状中的突变现象。果蝇饲养容易，繁殖力强，果蝇细胞内的染色体很简单，只有4对8条，清晰可辨。摩尔根利用果蝇进行遗传学研究，发现了染色体是基因的载体，确立了伴性遗传规律。并发现位于同一染色体上的基因之间的连锁、交换和不分开等现象，建立了遗传学的第三定律——连锁交换定律。

布里丹的驴



让·布里丹（Jean Buridan，1292年——1363年），法国哲学家，经院哲学博士，欧洲宗教怀疑主义倡导者。

布利丹在一次议论自由问题时讲了这样一个寓言故事：一头饥饿至极的毛驴站在两捆完全相同的草料中间，可是它却始终犹豫不决，不知道应该先吃哪一捆才好，结果活活被饿死了。

由这个寓言故事形成的成语“布利丹之驴”，被人们用来喻指那些优柔寡断的人。

俗话说:"鱼和熊掌不可兼得"。"布里丹效应"产生的根源之一，恰恰是违背这条目标定律，既想得到鱼，又想得到熊掌，其行为结果是鱼和熊掌皆失。这种思维与行为方式，表面上看是追求完美，实际上是贻误良机，是在可能与不可能、可行与不可行、正确与谬误之间错误地选择了后者，是最大的不完美。

每个人在生活中经常面临着种种抉择，如何选择对人生的成败得失关系极大，因而人们都希望得到最佳的结果，常常在抉择之前反复权衡利弊，再三仔细斟酌，甚至犹豫不决，举棋不定。但是，在很多情况下，机会稍纵即逝，并没有留下足够的时间让我们去反复思考，反而要求我们当机立断，迅速决策。如果我们犹豫不决，就会两手空空，一无所获。

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