文涞汐
薛定谔的猫
它们是造物者的萌宠,更是科学家的好帮手,是人类认识世界的旅程中不可替代的风景。如果诺贝尔奖能够颁给动物,那下面这些神兽各个都是“诺奖”大明星!
没有什么比“薛定谔的猫”更有名的神兽了。薛定谔是一名奥地利物理学家,他的主业是研究量子力学。他并没有真的养宠物猫,而只是在1935年发表的一篇题为《量子力学的现状》的论文中提到了一只猫。
他设计了一个假想实验:在一个封闭的盒子里有一只猫和一个装满毒气的装置,装置有50%的概率开启,如果开启,装置内的毒气会杀死盒子里的猫。这只猫有50%的可能性被杀死,因此它处在一种既死又活的状态。但是当观察者把盒子打开时,他要么看到死猫,要么看到活猫,而绝不是一只半生半死的猫!
薛定谔为什么要设计这个“莫名其妙”的实验呢?原来,当时量子力学的主流学派有一个观点—如果1个放射性的原子核有50%的可能性发生衰变,那么它就处于已衰变和未衰变的叠加状态。薛定谔是要用这个假想实验来质疑他们的观点呀。
薛定谔的猫一战成名,引起了量子物理学界的大讨论,成为科学史上极其著名的神兽!
巴甫洛夫的狗
如果非要说一种跟“薛定谔的猫”一样齐名神兽界的动物,那非“巴甫洛夫的狗”莫属。巴甫洛夫是俄国的一名生理学家,而这只狗是一只贪吃的狗,很不幸地,它的唾液腺位置接了一根小导管,导管的另一端与一个可以测量狗狗分泌了多少滴唾液的装置相连。
巴甫洛夫不是无缘无故这么做的。若干天前,他在研究狗的消化腺分泌时意外地发现,只要给狗喂食的助手一出现,狗就开始分泌唾液,因此他给狗做了这个无伤大雅的小手术。
实验开始了,助手把食物拿到狗的面前,这时狗会分泌大量唾液;后来,他在每次喂食之前都先摇几下铃。一开始,狗听到铃声没有任何反应,但重复多次后,狗一听到铃声就知道一会儿有吃的,从而分泌出大量唾液;最后,助手坏坏地光摇铃而不给食物,但狗只要听到铃声就会疯狂分泌唾液。
巴甫洛夫把这一生理现象称为“条件反射”,我们上中学时就会学到它。这只功勋卓著的狗狗的标本,现在还保存在巴甫洛夫博物馆里呢!
摩尔根的果蝇
果蝇不是苍蝇,果蝇喜欢吃腐坏后散发着酒精味儿的水果、蔬菜,它们不喜欢吃便便,所以没那么恶心。除此之外,你可能不知道,果蝇是生物学研究领域的大明星,是遗传学家摩尔根先生的神兽,帮助他发现了遗传学的第三大定律——连锁交换定律。
基因是遗传的基本单位,位于染色体上。摩尔根在研究中发现,果蝇的基因数量远远高于其染色体的数量,说明一条染色体上含有多种基因。那么在遗传的过程中,同一条染色体上不同的基因是独立发挥作用的,还是相互之间发生联系的呢?
针对这一疑问,摩尔根和他的学生们用果蝇做了大量实验。他们让具有不同身体特征的果蝇交配、交配、再交配,通过大量的观察和统计,摩尔根发现这些果蝇后代相较它们的父母而言,表现出更多不同的身体特征。原来,果蝇的染色体片段在遗传的过程中会出现交叉互换的现象,原本位于A位置的基因被转移到了B位置,于是这些基因之间会重新组合,产生了更多的身体特征。这就是所谓的连锁交换定律。