盘点科学史上广为人知的动物形象:薛定谔的猫、巴布洛夫的狗、蝴蝶、兔子、蛇...

导读

当里个当，当里个当， 斯金纳的鸽子，桑代克的猫，劳伦茨的鸭子水上漂；斯佩里的脑，哈罗的猴，巴甫洛夫的小狗腮腺来一刀；你一刀我一刀，皮亚杰的孩子自己教，托尔曼的老鼠走迷宫，柯勒的猩猩吃香蕉；华生的小孩怕白毛，弗洛伊德荣格关系糟；还有一位班杜拉，充气娃娃玩得乐滔滔。科学史上的大神与他们的宠物们为我们留下了哪些脍炙人口的段子呢？下面就请和易小二一起，走进他们的科学世界里。

�� 放一张正在思考的齐天大圣镇楼！

薛定谔的猫

薛定谔猫思想实验：把一只猫关在一个封闭的铁容器里面，并且装置以下仪器（注意必须保固这仪器不被容器中的猫直接干扰）：在一台盖革计数器内置入极少量放射性物质，由于物质的数量极少，在一小时内，这个放射性物质至少有一个原子衰变的概率为50%，它没有任何原子衰变的概率也同样为50%；

假若衰变事件发生了，则盖革计数管会放电，通过继电器启动一个榔头，榔头会打破装有氰化氢的烧瓶。经过一小时以后，假若没有发生衰变事件，则猫仍旧存活；否则发生衰变，这套机构被触发，氰化氢挥发，导致猫随即死亡。用此描述整个事件的波函数竟然表达出了活猫与死猫各半纠合在一起的状态。

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。

话说，那状态不就是。。。��

巴浦洛夫的狗

巴浦洛夫的狗实验：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。

��一只真正的巴浦洛夫的狗

现藏于巴浦洛夫博物馆

凯库勒的衔尾蛇

凯库勒关于苯环结构的假说，在有机化学发展史上作出了卓越贡献。他早年受到建筑师的训练，具有一定的形象思维能力，他善于运用模型方法，把化合物 的性能与结构联系起来，他的苦心研究终于有了结果。1864 年冬天，他的科学 灵感导致他获得了重大的突破。

他曾记载道：“我坐下来写我的教科书，但工作没有进展；我的思想开小差了。我把椅子转向炉火，打起瞌睡来了。原子又在我 眼前跳跃起来，这时较小的基团谦逊地退到后面。我的思想因这类幻觉的不断出 现变得更敏锐了，现在能分辨出多种形状的大结构，也能分辨出有时紧密地靠近在一起的长行分子，它围绕、旋转，象蛇一样地动着。看！那是什么？有一条蛇 咬住了自己的尾巴，这个形状虚幻地在我的眼前旋转着，象是电光一闪， 我醒了。我花了这一夜的剩余时间，作出了这个假想。”

于是，凯库勒首次满意地写出了苯的结构式，指出芳香族化合物的结构含有封闭的碳原子环。它不同于具有开链结构的脂肪族化合物。

苯环结构的诞生，是有机化学发展史上的一块里程碑，凯库勒认为苯环中六个碳原子是由单键与双键交替相连的，以保持碳原子为四价。1866 年，他画出 一个单、双键的空间模型，与现代结构式完全等价。

斐波那契的兔子

斐波那契兔子问题(Fibonacci rabbit problem)一道著名数列难题.意大利数学家斐波那契(Fi-bonacci , L.)在他的名著《算法之书》中提出的一个问题:由一对兔子开始。

一年后可以繁殖成多少对兔子?假定每对大兔每月能生产一对小兔，而每对小兔生长两个月就成为大兔.这个问题导致了著名的数列:1，1,2,3,5,8,13,21，34,55,89,144,233,·…它是一个线性递归数列，其前两项是F, = F:一1，而递归关系式是F=F，一+F,一:<n)3).这个数列一般称为斐波那契数列，它的每一项称为斐波那契数

��斐波那契数列可以构成许多优美的图形��

洛伦茨的蝴蝶

1961年，洛伦茨使用计算机来计算他模拟的大气流动的数学模型。在一次计算中，他没有从头开始计算，而是从上一次中断的地方开始，输入上一次中断时打印出的数据，计算出的结果与前几次完全不同。经过检验发现打印出的数据时0.506，而正确的数据时0.506217，省略了三位小数。

洛伦茨意识到：初期某个变量小小的改变，可能会给最后的结果带来巨大的差异。“差之毫厘，谬以千里”说的就是这个意思。

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。

��名为《蝴蝶效应》的电影

芝诺的乌龟

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。”

摩尔根的果蝇

摩尔根的果蝇：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。

果蝇表示谢谢您给我一次露脸的机会��

拉普拉斯的妖

拉普拉斯妖（Démon de Laplace）是由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出的一种科学假设。此“恶魔”知道宇宙中每个原子确切的位置和动量，能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程，过去以及未来。拉普拉斯妖代表着经典物理学家们美好的概念，拉普拉斯妖无法准确预知粒子下一秒时所处的状态。

在1927年的第五届索尔维会议上，最后一位经典物理学家——爱因斯坦喃喃地说��

然而，量子力学哥本哈根学派的掌门人尼尔斯·波尔（Niels Bohr)对他说��

内格尔的蝙蝠

内格尔在1974年发表论文《成为一只蝙蝠可能是什么样子》，旨在说明感质在物理与心灵之间的解释鸿沟。根据内格尔的论证，物理信息无法让我们知道身为一只蝙蝠的感觉是什么，也借此推知，我们无法知道他人对于颜色、声音、气味、疼痛等等的感觉“是什么感觉”。

譬如蝙蝠是由声呐或回声来感知世界，借此得知物体的距离、大小、形状等等。由于蝙蝠的感受方式与我们有很大的不同，我们无法以自身的内在生活去推知蝙蝠的内在生活，所以我们无法得知身为一只蝙蝠真正的感觉是什么。就算以科学方法得知蝙蝠在接收到超音波时，脑中会出现特定的神经冲动，但人类不能知道脑中产生那种神经冲动“是什么感觉”。只有从蝙蝠的主观观点出发，才会知道是蝙蝠是什么感觉，它的感觉无法用物理的术语去理解，因为物理术语必定是以许多观点都能理解为基础的。

庄子的蝴蝶

庄周梦蝶，典出《庄子·齐物论》：昔者庄周梦为胡蝶，栩栩然胡蝶也，自喻适志与，不知周也。俄然觉，则蘧蘧然周也。不知周之梦为胡蝶与，胡蝶之梦为周与？周与胡蝶，则必有分矣。此之谓物化。大意是庄子一天做梦，梦见自己变成了一只蝴蝶，梦醒之后他发现自己还是庄子，于是他不知道自己到底是梦到庄子的蝴蝶呢，还是梦到蝴蝶的庄子。庄周梦蝶是庄子提出的一个哲学论点，认为人不可能确切的区分真实和虚幻，提出了物化的观点。

实不相瞒，我总以为庄子在表达��

卡尔·萨根的喷火龙

卡尔·萨根有个著名的龙的比喻：

A：在我家的车库里面有一条会喷火的龙！

B：那请你打开车库大门让我们看看吧。

A：非常遗憾，我这条龙是隐形的，就算打开大门你也看不到，事实上，这条龙, 只有我能看到。

B：那它不是会喷火吗？让我们来测试一下你们车库的温度有没有升高吧。

A：非常遗憾，我这条龙喷出来的火是冷的，它并不能提高车库的温度。虽然如此，但是，这条龙的确存在。

B：哦！？。。。那你能不能让我往车库里面喷漆，它如果存在的话，身上肯定能沾上一点油漆，从而也就现身了。

A：非常遗憾，我这条龙的鳞甲并不能沾上油漆，所以，你就算那样做，也肯定看不到，不过嘛。。。请相信我，它真的存在着！

B： 。。。

上面对话中，B提出的每一个试图推翻A说法的测试方法，都会被A用一个理由来规避掉，于是，B永远没有办法推翻A的说法。即：A这个学说过去从来没有人推翻过，将来也不会被人推翻。

一般人认为，一种说法只要不被推翻，则它成立。波普尔认为：有一些说法即使无法推翻，但是也不应该被确证。于是，他提出了一个非常重要的学说，也是现在科学界公认的一条黄金定律---一个理论只有具备可证伪性才应该被肯定。

奥卡姆的剃刀

奥卡姆剃刀定律（Occam's Razor, Ockham'sRazor）又称“奥康的剃刀”，它是由14世纪逻辑学家、圣方济各会修士奥卡姆的威廉（William of Occam，约1285年至1349年）提出。这个原理称为“如无必要，勿增实体”，认为如果对同一现象有不同的解释，人们更倾向于更简单的那种。即“简单有效原理”。

以卡尔·萨根的龙为例，有两种解释。第一种：龙是隐型的、没有温度而且接触不到的；第二种解释：龙不存在。显然第二种解释要简单的多，所以我们倾向于龙不存在。

奥卡姆剃刀定律更多的是一种生活哲学，不具备严密的科学性，并不能指导我们获得真相，但在大多数情况下能让我们更加接近真相。

喷火龙表示��

柏拉图的囚徒

洞穴之喻的内容：设想在一个地穴中有一批囚徒；他们自小呆在那里，被锁链束缚，不能转头，只能看面前洞壁上的影子。在他们后上方有一堆火，有一条横贯洞穴的小道；沿小道筑有一堵矮墙，如同木偶戏的屏风。人们扛着各种器具走过墙后的小道，而火光则把透出墙的器具投影到囚徒面前的洞壁上。囚徒自然地认为影子是惟一真实的事物。如果他们中的一个碰巧获释，转过头来看到了火光与物体，他最初会感到困惑；他的眼睛会感到痛苦；他甚至会认为影子比它们的原物更真实。如果有人进一步拉他走出洞穴，到阳光下的世界，他会更加眩目，甚至会发火；起初他只能看事物在水中的倒影，然后才能看阳光中的事物，最后甚至能看太阳自身。到那时他才处于真正的解放状态，会开始怜悯他的囚徒同伴、他的原来的信仰和生活。如果他返回去拯救他的囚徒同伴，他得有一段时间去适应洞中的黑暗，并且会发现很难说服他们跟他走出洞穴。

柏拉图明确声称囚徒与我们相像，即是说他们代表人类的状态；而囚徒被拉出洞穴的过程则类似于通过教育而获得启蒙的过程。我们可以把上升之途和对上面事物的观照解释成是灵魂上升到理智世界的过程。洞穴之喻对于后来的政治和教育理论影响甚巨。

对于柏拉图的囚徒让易小二细思极恐��

极恐之后还对以上种种深邃的思辨

和传奇动物们表示��

除此以外，随着主人成了精的动物还有斯金纳的鸽子、桑代克的猫、科勒的猩猩、托尔曼的老鼠、布里当的驴、童第周的鲫鱼、坎德尔的海兔、威尔逊的蚂蚁、爱德华·科普和奥斯内尔马什的蛇颈龙等。面对如此之多的传奇动物们，我不禁，“遥襟甫畅，逸兴遄飞”，忍不住为之赋诗一首：

啊！

伟大的、卓越的、传说中的“薛定谔的猫”们，

你们，

有意或无意的随着不同领域的伟人们共同开启了人类智慧的大门，

在人类历史上留下了浓墨重彩的一笔

为世界的发展作出了不可磨灭的贡献！

你们，生的伟大，死的光荣，

春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干！

你们燃烧自己，照亮了知识的殿堂！

愿你们尘归尘，土归土，

我们将谨记你们为人类社会做出的贡献，

祝你们在天堂一切安好，

阿门！

特别提示

欢迎和易小二讨论您对这些改变了世界的妖精们的想法��

↓↓↓

联系人：易小二

电话：18810011149

yikexue2015（←新朋友请加或识别二维码）

易小二持续向大家征集

文章

好的观点我会推送到以后的微信中

启发更多人

亲爱的，你转发了本文了吗？

把转发截图发送到公众号

易小二将每天抽取

一位幸运粉丝得到特别福利

相关文章

版权声明|本文经原作者授权转自知乎

感谢作者的精彩分享

转载、合作请联系↓↓返回搜狐，查看更多