科學界的那些網紅動物你知道多少?

2021-01-08 數學美談

當問到大家科學界有那些最出名的動物時,大家肯定都是滿腦子疑問;科學界有很出名的動物嗎,不應該是一些很著名科學家嗎",科學界那些「網紅動物」確實是有的,是因為科學家們利用動物做實驗,或是以動物為實例闡述實驗結論,慢慢的人們就以該動物的名稱來命名這項科學發現。

下面我就給大家介紹幾種科學界的「網紅動物」。

薛丁格的貓是奧地利著名物理學家薛丁格提出的一個思想實驗,是指將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳會發生衰變且是隨機的,當鐳衰變後就會觸發機關,連接機關的錘子就會雜碎裝氰化物的瓶子,釋放出有毒物質殺死貓,在沒有打開盒子的情況下,貓可能是死的也可能是活的,處在一種即死又活的生死疊加狀態,也就是量子力學的糾纏態,當人們打開盒子去觀察的時候就會由糾纏態轉變為本徵態,即要麼貓死要麼貓活。這項實驗旨在論證量子力學對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解,這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理。

芝諾的烏龜又叫芝諾悖論是古希臘數學家芝諾提出的,說的是阿基裡斯永遠也追不上烏龜,阿基裡斯是古希臘神話中善跑的英雄,阿基裡斯的速度是10米/秒,烏龜的速度是1米/秒,烏龜在他前面100米。當阿基裡斯向前跑100米,烏龜就向前跑10米,此時他們之間的距離是10米。當阿基裡斯向前跑10米,烏龜就向前跑1米此時兩者之間的距離是1米。當阿基裡斯向前跑1米,烏龜就向前跑0.1米此時兩者之間的距離是0.1米。……如此下去阿基裡斯和烏龜無限接近,但就是追不上烏龜。

而實際上我們用初等數學的方法可以計算;設阿基裡斯需用x秒追上烏龜 10x=x+100,得x=11.111......也就是11.12秒就可以追上烏龜。 悖論本身的邏輯並沒有錯,但是無限多段之和可能是有限的。

拉普拉斯獸是由法國數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯於1814年提出的一種科學假設。這隻獸知道宇宙中每個原子確切的位置和動量,能夠使用牛頓定律來展現宇宙事件的整個過程,過去以及未來。即了解物質的前一刻運動狀態,就可以推出下一刻的運動狀態,如果將整個宇宙中每一個粒子的運動狀態都確定以後,就可以算出整個宇宙的過去和未來。但是這隻小獸在100多年後就被開爾文和海森堡用量子力扼殺在搖籃裡了。

麥克斯韋妖這是麥克斯韋想像出來的一隻妖怪。他的提出主要是為了攻破永動機,造出永生具有力量的機器,麥克斯韋妖能夠用極快的速度操控分子的運動,用最低限度減少過程中的能量消耗,從而達到不損耗能量也能夠獲取信息。舉個例子,一個絕熱容器被分成相等的兩格,中間是由「小妖」控制擋板,這隻小妖能準確地探測並控制單個分子運動,它能迅速把快速移動的分子和慢速運動的分子分開,這樣這個小盒子不僅左右部分形成了溫差,還實現熵的自發減少。麥克斯韋妖的物理學意義是讓混亂變得有序,避免封閉系統變成一潭死水。擴展到現實世界,那此妖能就能操控萬物,逆轉陰陽。20世紀50年代,信息熵的概念被提出。麥克斯韋妖若要實現熱力學上的熵減,勢必需要獲取分子運動的信息,不耗損能量而獲得信息是不可能的,因此,在孤立系統中麥克斯韋妖不可能存在。以上四個被稱為物理學上的四大神獸。

巴甫洛夫的狗講的是一個探究條件反射的實驗,巴甫洛夫是俄國生理學家。第一次他把食物放到狗面前的時候,狗就會分泌唾液,第二次當他在狗的面前只搖鈴鐺時,狗不分泌唾液,第三次當他拿出食物的同時伴隨著搖鈴,像這樣同時出現多次後,如圖4所示,只搖鈴的情況下也會讓狗分泌唾液,巴甫洛夫的實驗發現並開闢了一條通往認知學的道路,讓研究人員研究動物如何學習時有一個最基本的認識。

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