除了「薛丁格的貓」,原來還有這麼多與貓相關的科學理論

2020-12-08 Felinology貓咪研究所

不知道什麼原因,從古至今,科學家們似乎都喜歡跟喵星人過不去,總把貓當作「原材料」,去做科學實驗。尤其是在「思維假想實驗」方面,喵星人們的功勞可謂天地可鑑。

今天就讓我們來盤點一下,那些科學史上與貓相關的科學理論吧。

為了薛丁格的貓,我們要爭取自由!

薛丁格的貓( Schrdinger's Cat)

如果評選喵星文明史上最令貓聞風喪膽的人類,薛丁格一定會上榜!相信大家對這個名字也並不陌生。

薛丁格

用一句話概括所謂的「薛丁格的貓」,就是讓一隻貓處於死活疊加態(半死不活)的狀態。

當然,這只是個假想實驗,是薛丁格為反駁哥本哈根學派,提出的一個思想實驗。

這個實驗的過程是這樣的:

實驗是這樣的:一隻貓被關在一個密閉無窗的盒子裡,盒子裡有一些放射性物質。一旦放射性物質衰變,有一個裝置就會使錘子砸碎毒藥瓶,將貓毒死。反之,衰變未發生,貓便能活下來。

這時,如果按照量子論支持者(即哥本哈根學派)的解釋:「觀測」這種行為對被觀測對象造成一定影響的效應。由於在打開盒子前(即未觀測前),我們無法確定放射性元素是否發生衰變,進而放射性元素便處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加,相應的,貓也就處於死貓和活貓的疊加狀態。所以在我們看貓之前,這隻貓是處於一種非生非死的離奇狀態的 。

然而一隻貓怎麼可又死又活呢?

這便是薛丁格假想這個實驗的最終目的。薛丁格設計了這個可怕的實驗正是用來挖苦量子理論荒唐的一面。

如今來看,這隻活在假設中的薛丁格的貓,不僅成為歷史上經典悖論的重要主角,也因它的怪異、嚴謹的荒誕感為時下流行貢獻了一份力量,就像它的主人薛丁格在一百年後的今天突然得到了個「虐貓狂人」的惡搞頭銜一樣。

桑代克的貓

桑代克(Thorndike)是美國著名心理學家,他用過許多動物做實驗來進行教育心理學的研究,其中最著名的實驗便是迷籠實驗:即餓貓學習如何逃出迷籠獲得食物的實驗。

桑代克

實驗過程:一隻餓貓被關在他專門設計的實驗迷籠裡,籠門緊閉,籠子附近放著一條鮮魚,籠內有一個開門的機關,碰到這個機關,籠門便會啟開。開始餓貓無法走出籠子,只是在裡面亂碰亂撞,偶然一次碰到機關打開門便得以逃出吃到魚。經過多次嘗試錯誤,貓學會了碰機關以開籠門的行為。

在迷箱實驗中,他創造了15個用來關住貓的「迷箱」——編號A到O,每個箱子都有門,內部附有開門的裝置。在這些迷箱中,A箱是最簡單的,貓按一下機關就能打開逃出來,後面的難度增加,有的需要又拉拉杆又按按鈕。

實驗結果說明的是刺激(S)與反應(R)之間的聯結。他認為動物會在每次嘗試中,構建一種刺激-反應聯繫,當它們成功時,就會記下這些刺激-反應,那些不正確的會慢慢被排除掉,從而完成學習過程。

我把你關在箱子裡怎麼樣啊,桑代克?

黃油貓悖論(Buttered cat paradox)

黃油貓悖論是把兩種民間常識組合而成的惡搞悖論。

一是大家熟悉的墨菲定律(Murphy's Law):事情如有變壞的可能,不管可能性多小,總會發生。由此如果將一片塗有黃油的麵包片拋到半空,,吐司永遠在塗上黃油的一面落地。二是貓翻正反射(righting reflx)落貓問題(Falling cat problem)。簡單的說就是一隻貓有用腳著地的先天能力。如果從一定高度落下,它能夠感覺到自身方向的錯位,在空中調節姿態,永遠用腳著陸。

那麼若是把一個黃油吐司沒黃油那面,粘在一隻貓的背上。再讓貓從一定高度落下,到底會是貓腳著地呢,還是黃油著地呢?於是這個著名的黃油貓悖論就這樣誕生了。

某些人表示,黃油貓實驗將導致一個反地心引力的作用。他們猜測,黃油貓在半空落地之時,它將漸漸減速和轉動,最終到達一種恆穩狀態,與地面浮著一個短的距離高速轉動,使得吐司沒有塗上黃油的一面和貓背無法接觸地面。

令人疑惑且非常搞笑的是,這個悖論還引發了關於「永動機」和恆穩狀態的討論,簡直讓人啼笑皆非。有人認為,黃油麵包和貓會漂浮在空中成為一種違背能量守恆的穩定狀態……

於是,永動機產生了!

這究竟是人類的勝利,還是貓的勝利!(誤)

事實上,這不是一個實驗,而是一個嘲諷。黃油貓悖論是嘲諷那些曲解「墨菲定律」的人,或者說是嘲諷那些只看中某個理論的表面意思,而忘了它具有的邏輯上深層意義的人。

踢貓效應(Kick cat effect)

踢貓效應是一種心理學效應。指的是是對弱於自己或者等級低於自己的對象發洩不滿情緒,而產生的連鎖反應。

踢貓效應,描繪的是一種典型的壞情緒的傳染。人的不滿情緒和糟糕心情,一般會沿著等級和強弱組成的社會關係鏈條依次傳遞。而無處發洩的最弱小的那一個元素,則成為最終的受害者。其實,這是一種心理疾病的傳染。

這個故事的原版是這樣的:

一父親在公司受到了老闆的批評,回到家就把沙發上跳來跳去的孩子臭罵了一頓。

孩子心裡窩火,狠狠去踹身邊打滾的貓。

貓逃到街上,正好一輛卡車開過來,司機趕緊避讓,卻把路邊的孩子撞傷了。

總之,所謂的踢貓理論就是一種不良情緒在社會關係鏈中的惡性循環。這告訴我們對於自己不良情緒的控制是十分重要的。

去大腦僵直實驗(decerebrate rigidity)

以上幾個理論,要不就只是假想,要不也不會對貓造成實際傷害,然而下面要介紹的這個實驗就是真的有些殘忍了。(可以搜一下實驗的圖片)

去大腦僵直是中腦嚴重損傷的臨床表現之一。而動物實驗在研究這種臨床現象上有重要意義。

去大腦僵直的傳統方法是採用開顱術,在動物(兔或貓)中腦上、下丘之間切斷腦幹。動物便會出現去大腦強直,表現為伸肌張力增 高,兩上肢過伸並內旋,下肢亦過度伸直, 頭部後仰呈角弓反張狀,此現象便稱為去大腦 僵直。

而當人類腦部有疾病或腦損傷時,也會出現類似去大腦僵直的現象。輕者可為陣發性發作,外界稍有刺激即可誘發,重者則持 續性強直。

看完以上幾個實驗,喵星人表示真的什麼仇什麼怨,咋就是跟我們過不去呢?

不過貓咪在人類的歷史長河中,的確扮演了重要的角色。儘管人與貓的故事也不都是美好的,貓有敏感的神經系統,很多貓被用於神經學實驗,包括藥理和毒性等等方面,不免招來種種議論……

雖然貓是解決人類和動物健康不可或缺的動物模型之一,但從上個世紀70年代開始,科研用貓的數量逐年下降。當今科研中使用的大多數脊椎動物是齧齒動物和魚,但仍然需要少量的貓,因為在某些領域它們是最合適或者唯一可用的動物模型。

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    薛丁格的貓是什麼意思?薛丁格的貓被稱為史上最著名十大思想實驗之一,其提出和實驗過程對人類思想的研究具有重要的指導與推動意義。
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    我的世界:破解MC不科學,還原經典實驗薛丁格的貓,它會活著麼?我的世界:MC科學實驗篇之「薛丁格的貓」,破解MC不科學現象!具體的實驗方法就是薛丁格把一隻貓放進了封閉的箱子裡,箱子裡還有一瓶放射性物質。這個放射性物質50%的機率會產生毒氣,50%的機率又不會。換言之,這隻貓既可能死,又可能活。於是這隻既死又活的貓,被稱為「薛丁格的貓」。所以今天,我們就在《我的世界》裡,用這個實驗來破解MC的不科學。
  • 薛丁格的什麼貓?
    導語:有那麼一隻貓,它屬於薛丁格,屬於愛因斯坦,屬於物理學史,屬於每一個對量子理論懷有好奇幻想的人。有那麼一隻貓,它屬於薛丁格,屬於愛因斯坦,屬於物理學史,屬於每一個對量子理論懷有好奇幻想的人。不回答這個帶有玄學意味的問題,量子理論無法前進。多輪激烈的討論後,波恩給出一個非常違反直覺常識,卻最終被實驗驗證的答案:這是概率波,描述粒子被在某種狀態下被「找到」的概率——當考察粒子的位置時,它就是粒子在某個位置被找到的概率。從這個回答出發,波恩、波爾和海森堡等人發展出了對物質波的哥本哈根詮釋。
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    要說起現在最火的神獸——草泥馬,也就是羊駝,可能逐漸都要被這位仁兄的貓給擠下去了,可為什麼說一隻貓是神獸呢?那我們還得從它的主人——薛丁格說起。或許在平常在我們刷一些電視劇的時候,往往都會看到彈幕上或者是評論區裡出現「薛丁格的貓」,在翻看了各種各樣的量子力學解釋之後,以現在網友的具體形容和表達方式,它大約意思就是指一種存在或者是不存在的狀態。相當於薛丁格的貓,也可以說成是你頭頂上的飛機,只要他在飛行便有可能會砸中你,而你有沒有被砸中,那麼就是這個理論的玄妙之處了。那麼薛丁格的貓是怎麼誕生的呢?
  • 薛丁格的女朋友為什麼不如薛丁格的貓有名?
    的貓等與量子力學相關的概念。實驗中被困在箱子裡的貓處在活態和死態的疊加態中,只有打開箱子對貓的狀態進行測量時貓才會坍縮成死態或活態。這個薛丁格的貓問題已經困擾物理學家將近100年,至今也沒有得到解決。圍繞著薛丁格的故事除了貓之外還有他的女朋友
  • 薛丁格的女朋友為什麼不如薛丁格的貓有名?
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  • 薛丁格方程及薛丁格的貓
    大家好,歡迎收看我的百家號萌萌說說說,今天小編要給大家介紹的是薛丁格方程及薛丁格的貓。薛丁格方程埃爾溫·薛丁格為量子力學作出了最寶貴的貢獻。他在意識到粒子表現出波動性後,提出了一個波動方程來描述亞原子粒子的運動。
  • 薛丁格的貓——既死又活的貓
    量子力學是描寫微觀物質的一種物理學理論,與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱,許多物理學理論和科學如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎。主要是這些概念實在太違背我們已經既定的定律或者定理,比如最著名的要數薛丁格的貓,一隻既死又活的貓,一隻貓它既是死的也是活的兩種狀態疊加在一起,當我們打開盒子時,波函數坍塌那麼貓的死活就瞬間確定。在我們宏觀世界怎麼可能接受一隻既死又活的貓呢,根本無法理解。薛丁格的貓是諸多量子困惑中有代表性的一個。一隻貓被封在一個密室裡,密室裡有食物有毒藥。
  • 明星大偵探薛丁格的貓是什麼意思 薛丁格的貓出處哪裡
    《明星大偵探》第三季最後一期節目中,撒老師提出薛丁格的貓的想法和白白提出的楚門世界的想法真的腦洞大開,看完之後頭皮發麻,接下來小編會帶大家深入了解一下薛丁格的貓這個理論。  「薛丁格的貓」是由奧地利物理學家薛丁格於1935年提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗,是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演。當時的實驗過程是:在一個盒子裡有一隻貓,以及少量放射性物質。之後,有50%的概率放射性物質將會衰變並釋放出毒氣殺死這隻貓,同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來。
  • 中微子是薛丁格的貓
    我們看一看什麼是薛丁格的貓。然後我們再看中微子,中微子和薛丁格的貓非常像,也具有量子屬性。我們已經知道了中微子有這麼多神奇的特性,但是這還不夠,它們還有兩個神秘的性質。一方面,它們不是孤單的一種粒子,它們其實有三種類型,相當於三姐妹。
  • 中微子是薛丁格的貓
    但是大家都知道量子力學是對的,它是描述微觀物理規律最成功的理論之一。然後我們再看中微子,中微子和薛丁格的貓非常像,也具有量子屬性。現在打個比方,一種類型的中微子是灰顏色的貓,另外一種類型的中微子是黃顏色的貓。當你通過實驗製備出這樣一種中微子束流,你在什麼地方來測量它就成了問題的關鍵。如果你選的地方合適,你發現中微子還是原來的類型,灰貓還是灰貓。如果你選的地址不合適,你可能就會發現灰貓已經變成了黃貓。那麼在不同的地點,甚至有可能中微子就是灰貓和黃貓的疊加態。所以從這一點來說,中微子的行為就和薛丁格的貓非常類似。
  • 薛丁格的貓與新量子力學
    量子理論不僅精確描述了在微觀領域中粒子的行為,也為人們展示了一個與宏觀世界截然不同的光怪陸離的世界。可是在量子力學的發展歷史中,最鮮明的也最為大眾所熟知的形象卻不是哪一個科學家,而是一隻假想出來的貓。這隻惱人的貓一直在量子物理學家們的眼前晃來晃去,使科學家們不得不對自己的理論反覆思索,這就是人們常常提到的「薛丁格的貓」(Schrödinger's Cat)。
  • 薛丁格的貓是一隻什麼貓?它到底有多厲害?
    生活中有貓,其實在科學界也有「貓」,卻少為人知。今天小編來給大家講講吧。「薛丁格的貓」不知道大家聽說過沒,有人會疑問這是一種什麼品種的貓嗎。其實這只是一個科學實驗的名稱罷了。薛丁格是奧地利的物理學家,全名是埃爾溫·薛丁格。而薛丁格的貓,其實是他提出來的理論,是一隻假想的貓。這到底是一項什麼樣的研究呢?
  • 薛丁格的貓,不僅僅是一個科學問題?甚至引發了哲學思考
    物理中存在四大聖獸,不管是芝諾悖論產生的龜,還是永動機推動而來的麥克斯韋妖,抑或是背靠經典理論而出現的拉普拉斯妖,都隨著科學的發展銷聲匿跡。雖然前三隻神獸背後的猜想帶來的科學精神值得後人尊敬,其中的故事也頗具傳奇色彩,而且有趣。
  • 什麼是薛丁格的貓?
    薛丁格的貓是我們大多數人可能都聽說過的東西,但是我們當中有多少人真正知道它是什麼意思呢?今天我們就來討論一下,薛丁格的貓是在說是什麼?歐文·薛丁格是20世紀初的物理學家,對量子理論方面有很大的貢獻,並在1933年被授予諾貝爾物理學獎。相信物理系的朋友對他不會陌生,薛丁格方程會貫穿整個量子力學課程學習。