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那些年,科學家追過的神獸

時間:2024-11-05 09:53:55


    文涞汐
    薛定谔的貓

它們是造物者的萌寵,更是科學家的好幫手,是人類認識世界的旅程中不可替代的風景。如果諾貝爾獎能夠頒給動物,那下面這些神獸各個都是“諾獎”大明星!

沒有什麼比“薛定谔的貓”更有名的神獸了。薛定谔是一名奧地利物理學家,他的主業是研究量子力學。他并沒有真的養寵物貓,而隻是在1935年發表的一篇題為《量子力學的現狀》的論文中提到了一隻貓。

他設計了一個假想實驗:在一個封閉的盒子裡有一隻貓和一個裝滿毒氣的裝置,裝置有50%的概率開啟,如果開啟,裝置内的毒氣會殺死盒子裡的貓。這隻貓有50%的可能性被殺死,因此它處在一種既死又活的狀态。但是當觀察者把盒子打開時,他要麼看到死貓,要麼看到活貓,而絕不是一隻半生半死的貓!

薛定谔為什麼要設計這個“莫名其妙”的實驗呢?原來,當時量子力學的主流學派有一個觀點—如果1個放射性的原子核有50%的可能性發生衰變,那麼它就處于已衰變和未衰變的疊加狀态。薛定谔是要用這個假想實驗來質疑他們的觀點呀。

薛定谔的貓一戰成名,引起了量子物理學界的大讨論,成為科學史上極其著名的神獸!

巴甫洛夫的狗

如果非要說一種跟“薛定谔的貓”一樣齊名神獸界的動物,那非“巴甫洛夫的狗”莫屬。巴甫洛夫是俄國的一名生理學家,而這隻狗是一隻貪吃的狗,很不幸地,它的唾液腺位置接了一根小導管,導管的另一端與一個可以測量狗狗分泌了多少滴唾液的裝置相連。

巴甫洛夫不是無緣無故這麼做的。若幹天前,他在研究狗的消化腺分泌時意外地發現,隻要給狗喂食的助手一出現,狗就開始分泌唾液,因此他給狗做了這個無傷大雅的小手術。

實驗開始了,助手把食物拿到狗的面前,這時狗會分泌大量唾液;後來,他在每次喂食之前都先搖幾下鈴。一開始,狗聽到鈴聲沒有任何反應,但重複多次後,狗一聽到鈴聲就知道一會兒有吃的,從而分泌出大量唾液;最後,助手壞壞地光搖鈴而不給食物,但狗隻要聽到鈴聲就會瘋狂分泌唾液。

巴甫洛夫把這一生理現象稱為“條件反射”,我們上中學時就會學到它。這隻功勳卓著的狗狗的标本,現在還保存在巴甫洛夫博物館裡呢!

摩爾根的果蠅

果蠅不是蒼蠅,果蠅喜歡吃腐壞後散發着酒精味兒的水果、蔬菜,它們不喜歡吃便便,所以沒那麼惡心。除此之外,你可能不知道,果蠅是生物學研究領域的大明星,是遺傳學家摩爾根先生的神獸,幫助他發現了遺傳學的第三大定律——連鎖交換定律。

基因是遺傳的基本單位,位于染色體上。摩爾根在研究中發現,果蠅的基因數量遠遠高于其染色體的數量,說明一條染色體上含有多種基因。那麼在遺傳的過程中,同一條染色體上不同的基因是獨立發揮作用的,還是相互之間發生聯系的呢?

針對這一疑問,摩爾根和他的學生們用果蠅做了大量實驗。他們讓具有不同身體特征的果蠅交配、交配、再交配,通過大量的觀察和統計,摩爾根發現這些果蠅後代相較它們的父母而言,表現出更多不同的身體特征。原來,果蠅的染色體片段在遺傳的過程中會出現交叉互換的現象,原本位于A位置的基因被轉移到了B位置,于是這些基因之間會重新組合,産生了更多的身體特征。這就是所謂的連鎖交換定律。


   

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