先驱者的“肥宅快乐兽”们(Bonus Post)

  1. 薛定谔的猫
  2. 巴甫洛夫的狗
  3. 洛伦茨的蝴蝶
  4. 芝诺的乌龟
  5. 斐波那契的兔子
  6. 凯库勒的衔尾蛇
  7. 摩尔根的果蝇
  8. 拉普拉斯的妖
  9. 内格尔的蝙蝠
  10. 庄子的鱼和蝴蝶
  11. 卡尔·萨根的喷火龙
  12. 柏拉图的囚徒

取自许嵩新歌《浪》的网易云热评

1. 薛定谔的猫

薛定谔猫奥地利物理学者薛定谔提出的一个思想实验。通过这思想实验,薛定谔指出了应用量子力学的哥本哈根诠释于宏观物体会产生的问题,以及这问题与物理常识之间的矛盾。在这思想实验里,由于先前发生事件的随机性质,猫会处于生存与死亡的叠加态。

实验者甚至可以设置出相当荒谬的案例来。把一只猫关在一个封闭的铁容器里面,并且装置以下仪器(注意必须确保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,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。用以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。 类似这典型案例的众多案例里,原本只局限于原子领域的不明确性被以一种巧妙的机制变为宏观不明确性,只有通过打开这个箱子来直接观察才能解除这样的不明确性。它使得我们难以如此天真地接受采用这种笼统的模型来正确代表实体的量子特性。就其本身的意义而言,它不会蕴含任何不清楚或矛盾的涵义。但是,在一张摇晃或失焦的图片与云堆雾层的快照之间,实则有很大的不同之处。

2. 巴甫洛夫的狗

心理学家巴甫洛夫用狗做了这样一个实验:每次给狗送食物以前打开红灯、响起铃声。这样经过一段时间以后,铃声一响或红灯一亮,狗就开始分泌唾液。

这个实验也被中学生物课本选做介绍条件反射的引例。推广的心理学上,也被只依赖原有经验,不加思考地照搬原先做法的懒惰行为和体现出来的思维惯性。

3. 洛伦兹的蝴蝶

气象学家洛伦兹在使用计算机模拟天气时意外发现,对于天气系统,哪怕初始条件的微小改变也会显著影响运算结果。随后,他在同事工作的基础上化简了自己先前的模型,得到了有3个变量的一阶微分方程组,由它描述的运动中存在一个奇异吸引子,即洛伦兹吸引子。

这一系统是第一个被详细研究的可产生混沌的非线性系统,洛伦兹也成为混沌理论的奠基者之一。在介绍他这个发现时,他用了后来被广泛传述的比喻:

一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风。

4. 芝诺的乌龟

哲学家芝诺提出过一系列关于运动的不可分性的悖论,其中一条描述了阿基里斯追赶乌龟的情形:

乌龟在阿基里斯前面1000米处开始,和阿基里斯赛跑,并且假定阿基里斯的速度是乌龟的10倍。当比赛开始后,若阿基里斯跑了1000米,设所用的时间为t,此时乌龟便领先他100米;当阿基里斯跑完下一个100米时,他所用的时间为t/10,乌龟仍然前于他10米;当阿基里斯跑完下一个10米时,他所用的时间为t/100,乌龟仍然前于他1米…… 芝诺认为,阿基里斯能够继续逼近乌龟,但决不可能追上它。

5. 斐波那契的兔子

基于兔子繁衍的模型,斐波那契描述了他所研究的基本数列:f(n) = f(n-1) + f(n-2)。

假定一对大兔子每月能生一对小兔子,且每对新生的小兔子经过一个月可以长成一对大兔子,具备繁殖能力,如果不发生死亡,且每次均生下一雌一雄,问一年后共有多少对兔子?

这一数列是最简单的递归数列形式,从它出发可以推导出黄金分割数等有趣的结果。

6. 凯库勒的衔尾蛇

化学家凯库勒称自己曾梦见一条首尾相接的蛇的图景,而这个梦启发他发现了笨的环状结构。这一轶事因其传奇色彩被广为传述。

7. 摩尔根的果蝇

遗传学家摩尔根以果蝇为实验对象进行遗传学实验,通过巧妙的实验设计确认了染色体是基因的载体。果蝇也因其生殖、染色体结构简单、性状明显等特点成为遗传学实验常用的实验对象,同样还有孟德尔的豌豆杂交实验。

8. 拉普拉斯的妖

拉普拉斯妖是指法国数学家拉普拉斯提出一个关于牛顿定律的论断,他断言,某智者(Intelligence)知道宇宙中每个原子确切的位置和动量,便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。

原表述为:

我们可以把宇宙现在的状态视为其过去的果以及未来的因。假若一位智者会知道在某一时刻所有促使自然运动的力和所有组构自然的物体的位置,假若他也能够对这些数据进行分析,则在宇宙里,从最大的物体到最小的粒子,它们的运动都包含在一条简单公式里。对于这位智者来说,没有任何事物会是含糊的,并且未来只会像过去般出现在他眼前。

这个所谓的假想人物“智者”被后人称为拉普拉斯妖。

9. 内格尔的蝙蝠

《成为一只蝙蝠可能是什么样子》(What is it like to be a bat?)是美国哲学家汤玛斯·内格尔在1974年发表的论文,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”。首先,根据物理论,世界上所有事物似乎都能由科学来解释,每个人个别的、主观的感质,是否也能还原为客观的物理信息?内格尔认为,“从还原中排除经验的现象学特征是不可能的”。

10. 庄子的鱼和蝴蝶

庄周梦蝶

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(自己是变成蝴蝶的庄子,还是变成庄子的蝴蝶),当一个人认为事物存在真实与虚幻的差别时,已经存在问题。原文为:

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。

子非鱼:濠梁之辩

濠梁之辩是指战国时代的道家代表人物庄子和名家惠施的一次辩论,原文为:

庄子与惠子游于濠梁之上。庄子曰:“鲦鱼出游从容,是鱼之乐也。”惠子曰:“子非鱼,安知鱼之乐?”庄子曰:“子非我,安知我不知鱼之乐?”惠子曰:“我非子,固不知子矣,子固非鱼也,子之不知鱼之乐,全矣。”庄子曰:“请循其本。子曰汝安知鱼乐云者,既已知吾知之而问我,我知之濠上也。”

11. 卡尔·萨根的喷火龙

卡尔·萨根曾做过这样一个关于龙的比喻:

假如我跟你说:现在在我家的车库里面有一条会喷火的飞龙!这个时候,你非常怀疑这个说法,认为我是在说谎。你想要拆穿我这个把戏。于是你说,那你打开车库大门给我们瞧瞧吧!

但是我说: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。于是你说: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。

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!于是你还不死心,那你能不能让我往车库里面喷漆,它如果存在的话,身上肯定能沾上油漆,从而就现身了!

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,不过相信我,它真的存在着!

你提出的每一个试图推翻我说法的测试方法,都会被我用一个理由来规避掉,于是,你永远也没有办法推翻我的说法。从另外一个角度来说,我这个说法从来没有人推翻过,将来也不会被人推翻。它是一个永远无法推翻的学说啊!!

这一比喻关乎命题的可证伪性:一个理论虽然不能被推翻,但也不能被证明,只有那些具有被推翻可能性的理论才值得被讨论。

12. 柏拉图的囚徒

柏拉图在其理想国对话中提出了著名的洞穴比喻,来阐释哲学教育,作为思想解放过程的必由之路,其意义所在。哲学教育的目的,是实现从物质世界,到纯粹的精神世界的升华。

苏格拉底描述了一个地下洞穴住所,洞里有一条宽阔的通道通向地面。这个山洞里居住着终生被关押在那里的囚犯。他们被捆绑着大腿和脖子坐在那里,以致他们只能朝前看到洞穴的墙壁,而不能转身回头顾望。因此,他们永远看不到背后的出口,也根本不知道有这么一个出口。他们也不能看到自己和其他囚犯。他们唯一能看到的是他们面对的墙壁。他们的住所被身后远方高处燃烧的火炬照亮。囚犯只能看见这唯一的亮光,照亮着墙壁。但是看不见光源。在墙上他们只能看见光影。

监狱内部同火炬之间,有一堵不会遮挡光线的矮墙。沿着这堵墙壁,有人来回穿梭,搬运着不同的物品,包括一些用石头和木头做的人体和其他生物模型。这些物体高出那堵矮墙,但是他们的搬运者比墙低。其中的一些搬运者相互交谈着,另一些则保持沉默。

由于囚犯面对洞穴墙壁,那些来回移动的物体,在墙上投射的阴影,被穴居人看见当作会移动的影子。但他们想到有人在搬运这些东西。当有人说话时,洞壁上的回声,就如同那些影子自己在讲话一样。因此,囚犯以为那些影子会说话。他们把这些影像当作生物,把所有发生的事情理解为这些生物的行为。墙上演绎的事情,对他们来说都是真相,当然是真实的。他们从这些影子中研发出一整套学问,试图从它们的出场和动作中,找出一系列规律,并且预告将要发生地事情。那些预测最准确的人,还会得到嘉奖。

接着,苏格拉底问Glaukon,如果给一名囚犯松绑,让他站起来,转身向出口望去,看见这些以往所见的影子的原型,能否想象这时会发生什么?这个人可能会在强光刺激下痛苦不堪,产生错乱。相比于过去熟悉的光影,他可能会认为届时所看到的东西不是现实的。因此,他可能希望重新返回自己习惯的位置。因为他相信只有在洞壁上能看见真相。而不去会相信一个善意解放者的相反说教。

如果使用武力将松绑的囚徒从洞穴中拖出来,穿过对他来说陡峭难行的通道,来到地面,他也许会觉得特别别扭,愈发神志错乱。因为璀璨的阳光会使他睁不开眼,开始时什么都看不见。慢慢地他也许会适应看见的新鲜事物。其过程也许是首先识别光影,然后是水中的倒影,最终才是人和事物本身。如果往上看,他也许会先习惯夜晚的星空,然后才是白天的日光,最后他也许才敢于直接目视太阳,从而感受太阳的独特之处。只有这时他才能理解,太阳造就了光影。有了这些经历和认识,他应该不再愿意回到洞穴,去探究那里的光影学问,获取其它囚徒的赞誉。

如果他还是回到故地,那么他肯定需要重新慢慢地适应洞穴里的黑暗。由此他肯定会在一段时间内,落后其它囚徒对后续光影估算能力。而洞里其它的囚徒则会认为,他在上面把眼睛弄坏了。他们会嘲笑他,觉得离开洞穴显然是宗蚀本生意,根本不值得一试。如果有人试图解放他们,把他们带到地上,他们会杀了他,如果可能的话。

比喻中,囚徒代表未开化的普通民众,而走出洞穴则代表(在他人的帮助下)达到精神升华的过程。