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從特斯拉到愛因斯坦,物理學(xué)家為何鐘情于貓?有人稱喵星人就是妥妥的“物理學(xué)家”

2020/11/17
導(dǎo)讀
可能是源于物理學(xué)中那只最著名的貓:薛定諤的貓。


牛頓和貓洞的故事,圖片來自3milliondogs.com



撰文 | 格雷戈里·格布爾 (物理學(xué)家、科普作家)

譯者 | 戴一


●       ●        


盡管我們看到了大量的貓被用作實(shí)驗(yàn)對(duì)象。面對(duì)科學(xué)發(fā)展過程中這黑暗一面,我有必要強(qiáng)調(diào)一下,縱觀歷史,許多物理學(xué)家與他們的貓的關(guān)系要友好得多,貓成為他們的實(shí)驗(yàn)室助手、靈感繆斯、伙伴,甚至是科學(xué)論文的共同作者。


首先,我們來看看這么一個(gè)故事的真假:艾薩克· 牛頓不僅在運(yùn)動(dòng)和引力方面做出了改變世界的發(fā)現(xiàn),而且還發(fā)明了貓洞。

牛頓本人的性格可能有點(diǎn)兒像貓,他聰明又淘氣,孤獨(dú)地追尋著自己的目標(biāo),有時(shí)又很兇猛。牛頓在19歲時(shí)寫下了一系列自承自己犯下的罪過,其中包括“威脅我的父母史密斯把他們連同房子一起燒掉”。牛頓和他的繼父巴納巴斯· 史密斯( Barnabas Smith)牧師關(guān)系不好,顯然對(duì)他母親再婚很生氣。


19世紀(jì)牛頓發(fā)明貓洞的故事經(jīng)常被提起,其中一個(gè)精彩的版本如下。


你知道柯勒律治、騷塞和華茲華斯的逸事,他們?nèi)齻€(gè)齊心協(xié)力也解不開套在馬頭上的馬項(xiàng)圈,而一個(gè)蘇格蘭姑娘輕輕松松就能做到。帕森牧師講了一個(gè)更有趣的逸事,是關(guān)于牛頓爵士的,順便說一下,這個(gè)故事我們?cè)谄渌胤綇奈匆娺^。這位偉大的自然哲學(xué)家有一只大貓和一只小貓,他把它們養(yǎng)在書房里。但是他懶得一次次地為它們開門讓它們進(jìn)出,于是他想出了下面這個(gè)辦法?!八陂T上開了一個(gè)大洞讓大貓進(jìn)出,在大洞旁邊又開了一個(gè)小洞給小貓進(jìn)出。他連最笨的鄉(xiāng)巴佬都會(huì)記得的事也忘了,小貓也可以從大貓的大洞進(jìn)出。挖好洞后,他驕傲地等著貓第一次鉆過洞去。當(dāng)它們從壁爐前的地毯上站起來時(shí),智慧的牛頓停止了崇高的計(jì)算,放下了筆,什么都不干,就聚精會(huì)神地注視著它們。它們走近貓洞,發(fā)現(xiàn)那是專門為它們準(zhǔn)備的。大貓從為它準(zhǔn)備的那個(gè)大洞里走了過去,小貓立刻跟著大貓從同一個(gè)洞里走了出去。”由于牧師們總是被同樣缺乏常識(shí)的問題所困擾,所以發(fā)現(xiàn)詩人和哲學(xué)家同自己一樣也許是一種安慰。然而,不顧實(shí)際不僅僅會(huì)帶來不便,而且會(huì)造成權(quán)力和影響力的損失。


這個(gè)牛頓貓洞的故事被用來教導(dǎo)人們(尤其是那些傲慢的哲學(xué)家)要謙遜?!皼]錯(cuò),你可以預(yù)測(cè)行星的運(yùn)動(dòng),但是如果沒有一些過時(shí)的常識(shí),這些知識(shí)是沒有用的!”


但是貓洞的故事是真的嗎?貓洞當(dāng)然不是牛頓發(fā)明的,貓洞在牛頓之前就以某種形式存在了幾百年,甚至幾千年。例如杰弗里· 喬叟的《坎特伯雷故事》(1386)中就有一段涉及這類被稱為“貓洞”的門。在《磨坊主的故事》中,一個(gè)仆人敲一戶人家的門,卻沒有得到回應(yīng),于是他利用一個(gè)貓洞往里面窺視。


他發(fā)現(xiàn)有個(gè)窟窿就在門板下,
那是貓平時(shí)鉆進(jìn)鉆出的洞口;
于是他貼著洞口盡量朝里瞅,
終于看到尼古拉坐在椅子上,
只見它張著嘴巴朝著天上望[1]。


此外,牛頓挖貓洞的故事是真的嗎?沒有證據(jù)表明牛頓養(yǎng)過寵物,例如貓、狗或者其他動(dòng)物。他的信件和同事的信件中都沒有提到。雖然牛頓的家伍爾索普莊園仍然存在,但是沒有證據(jù)表明這幢房子里有貓洞。不過,這也不能證明牛頓沒挖過貓洞,畢竟已經(jīng)過去了幾百年,房子的門可能已經(jīng)換了。


牛頓的貓洞故事的起源似乎來自數(shù)學(xué)家約翰· M. F. 賴特( John M.F. Wright),他曾在三一學(xué)院工作,并于1827年出版了一本關(guān)于他在三一學(xué)院經(jīng)歷的回憶錄。他聽說了很多前三一學(xué)院學(xué)者牛頓的故事,并分享了其中一部分。關(guān)于牛頓和動(dòng)物,他做了以下描述。


關(guān)于牛頓的“心不在焉”,有很多趣聞逸事,這一方面是因?yàn)榕nD自身對(duì)世界及日常生活方式的確有些心不在焉,另一方面也因?yàn)椋@對(duì)于那些可能沒有聽過的讀者來說,無疑是很有趣的。


……

在自然界的一切活動(dòng)中,只有它的純樸才能打動(dòng)理智的觀察者。神的兒子是單純、謙遜、謙卑的,如同羔羊一般。牛頓被認(rèn)為是“上帝按照自己的形象創(chuàng)造”出來的生物中地位最高的,也是最單純的人類。據(jù)說這位偉大的實(shí)踐、理論哲學(xué)家,有一次在一堆論文附近留下了一支還在燃燒的蠟燭,這些論文是他辛苦多年的研究成果,無疑和他的其他作品一樣充滿了智慧的發(fā)現(xiàn)。可他的狗狄多弄倒了蠟燭,論文付之一炬。牛頓回家時(shí)只能悲嘆:“狄多,狄多,你不知道你闖了多大的禍?!?/p>


還有一次,一個(gè)朋友開玩笑,吃了牛頓原本打算作為晚餐的雞肉,牛頓看到骨頭大叫:“我太健忘了!我還以為我沒吃晚飯呢?!彼只氐匠了贾校詾橐磺姓?。因?yàn)楹芟矚g家養(yǎng)動(dòng)物(盡管牛頓似乎對(duì)美麗的女人完全沒有沖動(dòng),因?yàn)閾?jù)說他總是拒絕激情的邀請(qǐng),或者,無論如何,也許是因?yàn)樗叨戎匾曄耐薜呐畠?,認(rèn)為如果不能把全部的時(shí)間和精力都花在她們身上,那還不如一開始就不要跟她們來往),他養(yǎng)了一只貓給狄多做伴。這只貓后來生了一只小貓,盡管牛頓最初可能沒有預(yù)料到這一點(diǎn)。善良的牛頓一眼就看出了家庭成員增加的后果,他命令學(xué)院的木匠在門上開兩個(gè)洞,一個(gè)是給大貓開的,另一個(gè)是給小貓開的。無論這個(gè)故事是否真實(shí),但在那扇門上至今還留有兩個(gè)大小適當(dāng)?shù)亩矗┐筘埡托∝堖M(jìn)出使用。


這些故事似乎是由三一學(xué)院的學(xué)生和學(xué)者代代傳下來的,毫無疑問,這些故事都經(jīng)過了修飾,甚至完全是編造出來的。回想一下麥克斯韋把貓扔出窗外的故事吧,它在麥克斯韋離開后僅僅20年就發(fā)生了戲劇性的變化。即使這些洞是貓洞,也不能保證是牛頓叫人挖的。更有可能的情況是,一個(gè)學(xué)生看到門上的洞就胡亂聯(lián)想了一番。


當(dāng)然,像牛頓這樣的科學(xué)家,在實(shí)驗(yàn)室里獨(dú)自工作幾個(gè)小時(shí),需要一只貓做伴也很容易想象。事實(shí)上,關(guān)于運(yùn)動(dòng)的物理學(xué)的另一位關(guān)鍵人物在研究中就有貓的陪伴。威廉· 羅恩· 哈密頓( William Rowan Hamilton,1805—1865)是愛爾蘭天文學(xué)家、物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家,他最著名的工作是用復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式重新表述了牛頓運(yùn)動(dòng)定律。哈密頓運(yùn)動(dòng)定律被證明非常適用于量子粒子的分析,哈密頓函數(shù)在經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)中都有應(yīng)用。


哈密頓以他對(duì)人類和動(dòng)物(尤其是貓)的仁慈而聞名,他的妹妹也證明了這一點(diǎn)。


他一直很喜歡貓,經(jīng)常有人看到他在寫數(shù)學(xué)論文,一只小貓或他最喜歡的大貓趴在他的肩膀上,調(diào)皮地想抓住筆。


他的禮貌幾乎是對(duì)別人的一種責(zé)備。一位曾經(jīng)和我一起住在都柏林的年輕女士說:“我從來沒有看到過像你哥哥這樣有禮貌的紳士,我想他甚至?xí)蛞恢回埦瞎?。”有一天,我想起了這件事,正和哥哥開玩笑將她的話學(xué)給他聽,這時(shí)他不小心踩到了貓爪子,轉(zhuǎn)過身來,微笑著說:“我正想說,請(qǐng)?jiān)彙!?/p>


但正如他妹妹所說,哈密頓會(huì)如此耐心的對(duì)象不只是他的動(dòng)物伙伴。


他對(duì)周圍一切生物都體貼關(guān)懷,從而從它們那里獲得了無限的信任。有一個(gè)例子給在場(chǎng)的見證者留下了深刻的印象,那的確是一件令人激動(dòng)的事,也足以使人原諒奇跡中的迷信色彩。圣靈降臨節(jié)的早晨,當(dāng)他在屋子正中央念祈禱文的時(shí)候,一只鴿子從開著的窗子里飛進(jìn)來,落在他的頭上,哈密頓沒有打擾它,繼續(xù)誦讀,過了一會(huì)兒,鴿子平靜地飛了出去。


除了把貓作為伙伴之外,其他科學(xué)家如羅伯特· 威廉姆斯· 伍德( Robert Williams Wood,1868—1955),也發(fā)現(xiàn)了一些巧妙的方法讓貓?jiān)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)揮作用。伍德是研究紫外線的先驅(qū),并在一個(gè)名叫光譜學(xué)的領(lǐng)域做了大量工作,光譜學(xué)的研究?jī)?nèi)容是通過測(cè)量光譜(顏色)來研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。他是一名專注的研究人員,甚至和家人一起度假時(shí)仍在工作,這在他的傳記性回憶錄中也有所提及。


伍德和他的家人在長(zhǎng)島的舊農(nóng)場(chǎng)過暑假。他在谷倉(cāng)里臨時(shí)搭了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,它的一大特色是一臺(tái)40英尺的光柵攝譜儀,這可能是當(dāng)時(shí)最大的攝譜儀,而且肯定能得到前所未有的精確結(jié)果。它是在當(dāng)?shù)厥充佋O(shè)的下水道的基礎(chǔ)上建造的。兩個(gè)暑假之間漫長(zhǎng)的時(shí)光中沒有人使用儀器,各種各樣的野生動(dòng)物都把它當(dāng)作庇護(hù)所,光路也被蜘蛛網(wǎng)弄得亂七八糟。伍德清洗腔管的方法極為經(jīng)典:他把家里的貓放在一端,然后把這一端關(guān)上,這樣貓為了逃跑,就必須跑完整個(gè)管子,有效地清除了所有蜘蛛網(wǎng)。


這只貓可能并不愿意充當(dāng)一位實(shí)驗(yàn)室助手,但它似乎也沒有受到任何傷害。

伍德的想象力并不局限于為貓尋找新奇的用途。他還與亞瑟· 特雷恩( Arthur Train)合著了兩部科幻小說《震撼地球的人》( The Man Who Rocked the Earth, 1915)和《造月人》( The Moon-Maker, 1916)


前一本講述的故事是,一個(gè)神秘的科學(xué)家用能改變地球自轉(zhuǎn)的核爆炸脅迫世界上交戰(zhàn)的國(guó)家進(jìn)入持久的和平。伍德和特雷恩在書中頗有先見之明地預(yù)言了核武器的最終誕生(盡管細(xì)節(jié)顯然是錯(cuò)誤的)。在續(xù)集《造月人》中,科學(xué)家們進(jìn)入了太空,迫使一顆即將毀滅地球的小行星偏離了軌道或?qū)⑵浯輾?,這比1998年電影《世界末日》( Armageddon)的情節(jié)早了82年。


盡管伍德的科學(xué)發(fā)現(xiàn)意義重大,但他最出名的成就可能還是以一種簡(jiǎn)單而又具有毀滅性的方式駁斥了20世紀(jì)初“N射線”的存在。當(dāng)X射線和“鈾射線”(放射性)被發(fā)現(xiàn)時(shí),似乎到處都是新的看不見的輻射形式。在法國(guó)南錫工作的普羅斯珀· 雷恩· 布隆德洛( Prosper-Ren Blondlot)認(rèn)為自己發(fā)現(xiàn)了一種新的射線,與X射線不同,它能與電場(chǎng)相互作用。他以自己居住的城市命名了這種新射線。大量科學(xué)家發(fā)表了數(shù)百篇研究文章,證實(shí)了布隆德洛的研究結(jié)果。


然而,更多的研究人員沒有發(fā)現(xiàn)N射線存在的證據(jù)。最終,在1904年,伍德來到南錫和布隆德洛一起工作,希望解開謎團(tuán)。伍德注意到, N射線存在的唯一證據(jù)是電火花劇烈閃爍時(shí)產(chǎn)生的變化,于是他趁無人注意時(shí)從實(shí)驗(yàn)裝置上取下了一件關(guān)鍵的設(shè)備。研究人員很高興地繼續(xù)研究,并沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)果出現(xiàn)任何變化。伍德通過這種方式證明, N射線只存在法國(guó)科學(xué)家過于樂觀的想象中。


伍德的科幻小說、貓的新用法和揭穿N射線展現(xiàn)了他孩子般的聰明和對(duì)世界的好奇心。1941年,他的傳記作者威廉· 西布魯克稱他為“一個(gè)永遠(yuǎn)長(zhǎng)不大的小男孩”,這是對(duì)他最高的評(píng)價(jià)。


一些物理學(xué)家在與貓的互動(dòng)中找到了靈感,甚至找到了畢生的志向。其中最著名的例子是發(fā)明家、物理學(xué)家、未來學(xué)家尼古拉· 特斯拉( Nikola Tesla, 1856—1943)。特斯拉因其在發(fā)電方面的工作而被稱為“閃電大師”,我們至今仍在使用的交流電系統(tǒng)就是他發(fā)展并主持推廣的。這項(xiàng)工作由西屋電工制造公司(后改名為西屋電氣公司)贊助,導(dǎo)致特斯拉、西屋電氣與倡導(dǎo)美國(guó)采用直流電系統(tǒng)的托馬斯· 愛迪生進(jìn)行了一場(chǎng)商業(yè)戰(zhàn)。特斯拉同樣觀測(cè)到了X射線,那是在1894年,比威廉· 倫琴還要早一年,但他的研究記錄在1895年3月的一場(chǎng)火災(zāi)中丟失了。特斯拉試驗(yàn)了無線電和電力的無線傳輸,發(fā)明了特斯拉線圈,這是一種能發(fā)出大量電火花的裝置,可以使熒光燈泡在不接通電源的情況下發(fā)光。

圖1?尼古拉·特斯拉在他科羅拉多斯普林斯的實(shí)驗(yàn)室里,當(dāng)閃電在周圍轟擊時(shí),他在平靜地工作(約 1899 年)。這張著名的照片是經(jīng)過兩次曝光形成的,由狄金森·V.?阿利(Dickensen?V.?Alley)拍攝。
圖片來源:維基共享資源/惠康圖像。


大家都說,特斯拉在很小的時(shí)候就顯示出了才華。但是,據(jù)他自己說,激發(fā)他研究電學(xué)現(xiàn)象的是一只貓。


1939年,特斯拉給南斯拉夫駐美國(guó)大使的小女兒波拉· 福蒂奇( Pola Fotich)寫了一封信。信中,他講述了自己在南斯拉夫的童年,并提及了他的貓。


但我是最快樂的,我快樂的源泉是我們美麗的馬查克,它是世界上最好的貓。我希望我能讓你充分了解我們之間的感情。我們?yōu)楸舜硕?。無論我去哪兒,馬查克都跟著,因?yàn)槲覀儽舜讼鄲?,它也想保護(hù)我。當(dāng)它覺得需要保護(hù)我的時(shí)候,它就會(huì)聳起背,身體看起來有原來兩倍大,尾巴硬得像根鐵條,胡須像鐵絲一樣,它會(huì)急速地喘息:噗!噗!這是一幅可怕的景象,不管是誰,是人還是動(dòng)物,只要招惹了它只能倉(cāng)皇而逃。


每天晚上,我們都會(huì)沿著教堂的墻從家里跑出來,它會(huì)追上我,抓住我的褲子。它努力讓我相信它會(huì)咬人,但當(dāng)它尖利的牙齒刺穿衣服的那一刻,緊張的氣氛就消失了,它們與我皮膚的接觸就像落在花瓣上的蝴蝶一樣溫柔。它最喜歡和我一起在草地上打滾,一起打滾的時(shí)候,它又咬又抓,高興得發(fā)出咕嚕咕嚕的聲音。它完全把我迷住了,我也學(xué)著它又咬又抓,發(fā)出咕嚕咕嚕的聲音。我們停不下來,在狂喜中不停地翻滾。除了雨天,我們每天都沉浸在這項(xiàng)迷人的運(yùn)動(dòng)中。


馬查克對(duì)水特別挑剔,它會(huì)跳起6英尺高以避免弄濕爪子。在雨天,我們會(huì)走進(jìn)房子,選擇一個(gè)舒適的地方玩。馬查克特別愛干凈,身上從來沒有跳蚤或蟲子,而且沒有表現(xiàn)出任何令人反感的特征。晚上它想出去玩時(shí)會(huì)溫柔地請(qǐng)求你的同意,回來時(shí)會(huì)輕輕地一遍又一遍地?fù)祥T。


到此為止,故事很簡(jiǎn)單,一個(gè)孩子很愛他的寵物。但接下來,這個(gè)故事卻有了一個(gè)科學(xué)的轉(zhuǎn)折。


現(xiàn)在我必須告訴你一個(gè)我終生難忘的奇怪經(jīng)歷。我的家鄉(xiāng)海拔大約1800英尺,通常冬天天氣干燥。但有時(shí),從亞得里亞海吹來的暖風(fēng)會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,融化積雪,形成洪水淹沒土地,造成巨大的財(cái)產(chǎn)和生命損失。我們會(huì)看到這樣可怕的景象:一條洶涌澎湃的河流攜帶著殘骸,把一切能移動(dòng)的東西都撕成碎片。我常常想象年輕時(shí)經(jīng)歷的這一情景,當(dāng)我想到這一情景時(shí),水聲仿佛灌進(jìn)我的耳朵,我依然清晰地看到?jīng)坝康乃骱蜌埡’偪竦奈璧浮5覍?duì)冬天的記憶是干冷的空氣、無瑕的白雪,總是令人愉快。


碰巧有一天,天氣同樣寒冷,但好像比以往都更干燥。走在雪地上的人們?cè)谒麄兩砗罅粝铝艘粭l發(fā)光的路,扔出去的雪球碰到障礙物,撞擊面會(huì)發(fā)光,就像被刀子切過的一塊糖。黃昏時(shí)分,我撫摸著馬查克的背時(shí),看到了一個(gè)奇跡,我驚訝得說不出話來。馬查克的背上籠罩著一層光,我的手經(jīng)過的地方發(fā)出一陣火花,“噼啪”聲大得整座房子都能聽到。


年輕的特斯拉第一次注意到了靜電現(xiàn)象。包括我在內(nèi)的許多孩子,都是通過靜電第一次接觸到物理世界的奇特之處的。


我也有類似的經(jīng)歷,不過要痛苦得多。當(dāng)我大概6歲的時(shí)候,奶奶送給我一雙羊毛拖鞋作為圣誕禮物。穿著羊毛拖鞋走在地毯上就像摩擦貓的皮毛一樣,會(huì)產(chǎn)生靜電。有一天,我姐姐取笑了我,于是我開始在家里到處追她。我們家廚房、餐廳和客廳形成了一個(gè)連續(xù)的環(huán)路,我圍著她轉(zhuǎn)了一圈又一圈。我們的圣誕樹就在客廳里,在這個(gè)環(huán)路內(nèi)側(cè)。繞著圣誕樹轉(zhuǎn)了大約四圈后,我身上產(chǎn)生的靜電積累到足夠多,讓我被圣誕樹上伸出的金屬絲電了一下,然后摔倒在地。姐姐開始嘲笑我,于是我又站起來追她,每追四圈就觸電一次,一遍又一遍。


讓我們?cè)僬f回特斯拉。


我父親是個(gè)很有學(xué)問的人,問他所有問題他都能回答出來,但這種現(xiàn)象他也從未見過。“好吧,”他最后說,“這只不過是電,就像暴風(fēng)雨中樹林里的閃電一樣?!?/p>


母親似乎嚇住了。“別跟這只貓玩了,”她說,“可能會(huì)引起火災(zāi)。”但我想得很抽象。大自然是一只巨大的貓嗎?如果是,誰來撫摸它的背?只能是上帝,我總結(jié)道。我當(dāng)時(shí)才三歲,就已經(jīng)在進(jìn)行哲學(xué)思考了。

第一次觀察已經(jīng)夠令人吃驚了,但隨后發(fā)生的事情更加奇妙。天越來越黑了,所以家人很快就點(diǎn)燃了蠟燭。馬查克在房間里走了幾步。它搖著爪子,好像踩在濕地上。我聚精會(huì)神地看著它。我是看到了什么還是出現(xiàn)了幻覺?我睜大眼睛,清楚地看到它的身體被一個(gè)光環(huán)包圍著,就像圣人的光環(huán)!


這個(gè)奇妙的夜晚對(duì)我孩童時(shí)期的想象力產(chǎn)生了無與倫比的影響。我每天都在問自己:“電是什么?”卻找不到答案。80年過去了,我仍然問著同樣的問題,卻無法回答。不計(jì)其數(shù)的偽科學(xué)家聲稱自己知道答案,但他們的答案并不可信。如果他們當(dāng)中的任何一個(gè)人知道電是什么,我肯定早就知道了,我知道答案的機(jī)會(huì)比他們中的任何一個(gè)人都大,因?yàn)槲业膶?shí)驗(yàn)室工作和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更廣泛,我的一生經(jīng)歷了三代科學(xué)研究。


指引著特斯拉投身研究的問題與阿爾伯特· 愛因斯坦在1951年提出的問題驚人地相似。當(dāng)時(shí),愛因斯坦回顧了50多年人們對(duì)“光量子”的思考,意識(shí)到自己仍然不知道它們是什么,他寫給一個(gè)朋友的信中說,那些自以為了解這個(gè)概念的人都是在欺騙自己而已。愛因斯坦所說的光量子就是我們現(xiàn)在所說的光子,光的離散粒子。我們已經(jīng)知道,愛因斯坦在1905年解釋光電效應(yīng)時(shí)引入了光子的概念,這使他在1921年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。


愛因斯坦和特斯拉的陳述突出了物理哲學(xué)的一個(gè)重要觀點(diǎn):物理學(xué)非常擅長(zhǎng)通過公式和觀察來解釋事物是如何運(yùn)作的,但它不一定能說明事物為什么會(huì)這樣運(yùn)作。特斯拉和愛因斯坦意識(shí)到,他們的研究引出了一些深?yuàn)W的問題,而這些問題他們自己甚至還遠(yuǎn)沒有理解。

愛因斯坦本人就很喜歡動(dòng)物,有段時(shí)間他養(yǎng)了一只名叫“老虎”的貓,它一到下雨天就很沮喪。據(jù)說,愛因斯坦會(huì)對(duì)貓說:“我知道你為什么不開心,親愛的老伙計(jì),但我不知道怎么把它關(guān)掉?!?1924年,愛因斯坦給朋友們寫了一封信,可能也提到了同一只貓:“我有一種沖動(dòng),想從我的隱居地直接向你們問候,僅此一次。這里太好了,我?guī)缀醵家w慕自己了。我一個(gè)人住一整層樓。除了我,這里沒有其他人,除了有時(shí)會(huì)有一只大個(gè)兒的公貓,它也主要決定了我房間里的氣味,因?yàn)槲覠o法在這方面成功地與它競(jìng)爭(zhēng)。”


愛因斯坦對(duì)另一種貓有著更強(qiáng)烈的迷戀,這種貓從未存在過,卻是整個(gè)物理學(xué)中最著名的貓:薛定諤的貓。奧地利物理學(xué)家埃爾溫· 薛定諤引入了這只奇怪的野獸,以突出理論量子物理學(xué)(薛定諤本人也是這門學(xué)科的奠基人之一)看似荒謬的含義。


如果我們用一句話來概括整個(gè)量子物理學(xué),我們會(huì)說,它宣告了所有存在的事物都同時(shí)具有波的性質(zhì)和粒子的性質(zhì),正如我們前面提到的,這被稱為波粒二象性。1905年,愛因斯坦成功地指出,自19世紀(jì)初以來被認(rèn)為是波的光,也有粒子屬性。1924年,法國(guó)物理學(xué)家路易· 德布羅意受愛因斯坦的觀察啟發(fā),提出物質(zhì)的情況正好相反:所有原子和所有基本粒子,如電子,都具有波的性質(zhì)。德布羅意的這一假說在幾年后被實(shí)驗(yàn)證實(shí),真正開啟了量子物理學(xué)的時(shí)代。1926年,薛定諤創(chuàng)造了一個(gè)數(shù)學(xué)公式——薛定諤方程,來描述物質(zhì)波如何在時(shí)空中演化。愛因斯坦對(duì)他的工作表示贊同,因此他的論文得以發(fā)表。

然而,這里有一個(gè)很大的問題。每個(gè)人都同意物質(zhì)是波動(dòng)的,但是沒有人能準(zhǔn)確地解釋,到底是什么在波動(dòng)。水波是水本身上下移動(dòng);聲波是空氣分子振動(dòng),把聲音從聲源傳到接收器。正如詹姆斯· 克拉克· 麥克斯韋所認(rèn)識(shí)到的那樣,光是電場(chǎng)和磁場(chǎng)在“波動(dòng)”。但沒有人確切知道該如何看待物質(zhì)波。電之于特斯拉正如光子之于愛因斯坦:描述一種現(xiàn)象是一回事,解釋它又是另一回事。

這個(gè)問題引起了丹麥物理學(xué)家尼爾斯· 玻爾和德國(guó)物理學(xué)家維爾納· 海森堡的關(guān)注。海森堡曾在哥本哈根的一個(gè)研究所為玻爾工作。他們一起將所有現(xiàn)有的量子物理學(xué)知識(shí)匯編成一個(gè)內(nèi)在一致的系統(tǒng),我們?nèi)缃穹Q之為量子力學(xué)的哥本哈根詮釋。簡(jiǎn)單地說:電子和其他粒子的物質(zhì)波不是物理上存在的波,而是與粒子在特定時(shí)間出現(xiàn)在特定位置的概率有關(guān)。波的高矮代表粒子出現(xiàn)的概率,波越高概率越大,波越矮概率越小。

然而,當(dāng)我們測(cè)量一個(gè)量子粒子的位置時(shí),我們永遠(yuǎn)不會(huì)看到一個(gè)彌散的波:我們只會(huì)看到一個(gè)粒子位于空間中局部的一點(diǎn)。哥本哈根詮釋的一大關(guān)鍵是波函數(shù)坍縮的概念:當(dāng)任何人試圖測(cè)量一個(gè)粒子的位置時(shí),粒子的波就會(huì)坍縮到一個(gè)單一的位置,這代表了粒子的位置。這意味著任何對(duì)量子粒子的測(cè)量都會(huì)極大地改變它的行為。此外,哥本哈根詮釋表明量子粒子在被測(cè)量之前,并不存在于哪個(gè)確定的位置。只有當(dāng)它被測(cè)量時(shí),它才會(huì)以某種神秘的方式“決定”它想要出現(xiàn)的確切位置。


如果你對(duì)這個(gè)解釋不滿意,那你就站在了薛定諤這邊,他認(rèn)為,哥本哈根詮釋可能導(dǎo)致荒謬的結(jié)果。他指出,有可能使一個(gè)生物(如貓)的生死完全依賴于單個(gè)量子粒子(如原子)的行為。他在1935年寫道:“甚至可以設(shè)置一種相當(dāng)荒謬的場(chǎng)景”,并給出了一個(gè)例子。


一只貓連同以下邪惡的設(shè)備(必須保證其不受貓的直接干擾)被關(guān)在一個(gè)鐵盒子里:在蓋革計(jì)數(shù)器里有少量的放射性物質(zhì),少到在一小時(shí)內(nèi)也許只有一個(gè)原子衰變,但也有同樣的概率不衰變。如果衰變的話,計(jì)數(shù)管就會(huì)放電,并通過一個(gè)繼電器錘碎裝有氫氰酸的小瓶。假設(shè)一個(gè)人把整個(gè)系統(tǒng)放在那里等一小時(shí),如果沒有原子衰變,他就會(huì)說貓還活著。而如果有原子衰變,貓就會(huì)中毒死亡。整個(gè)系統(tǒng)的波函數(shù)就可以用將活的貓和死的貓(請(qǐng)?jiān)徫沂褂眠@個(gè)表述)的疊加混合狀態(tài)來表示。


圖2描述的是略有修改的版本。

圖2?薛定諤的貓(貓薄荷版)。為了避免想象貓死去的圖景,我把放射性原子控制的毒藥換成了貓薄荷。這樣一來,既活又死的貓就變成了既被貓薄荷刺激興奮了又沒被刺激興奮的貓。
圖片來源:薩拉· 阿迪。


薛定諤說,哥本哈根詮釋的量子世界與我們每天所經(jīng)歷的世界有本質(zhì)上的不同。如果我們拋硬幣后用手遮住結(jié)果不偷看,我們也知道硬幣不是正面就是反面。但是根據(jù)哥本哈根詮釋,在我們真正觀察到它之前,硬幣將會(huì)是正面和反面的波一樣的疊加狀態(tài)。但這也帶來了一個(gè)額外的問題:是什么導(dǎo)致了波函數(shù)坍縮?換句話說,是誰在進(jìn)行觀測(cè)?在實(shí)驗(yàn)室很容易想象,波函數(shù)坍縮是人類科學(xué)家在儀器上讀出實(shí)驗(yàn)結(jié)果引起的,但這種哲學(xué)性的結(jié)論帶來的結(jié)果是,人類在宇宙中扮演了特殊的角色,而這一想法幾個(gè)世紀(jì)前就已經(jīng)被科學(xué)無情地拋棄了。


愛因斯坦贊同薛定諤的批評(píng),他在1950年的一封信中寫道:


除了勞厄,你是當(dāng)代唯一一個(gè)認(rèn)為所有誠(chéng)實(shí)的人都無法回避實(shí)在( reality)假設(shè)的物理學(xué)家。大多數(shù)物理學(xué)家根本不知道他們?cè)诤蛯?shí)在玩著怎樣的冒險(xiǎn)游戲,實(shí)在是獨(dú)立于實(shí)驗(yàn)建立起來的東西……然而,這個(gè)詮釋被你們的放射性原子+蓋革計(jì)數(shù)器+放大器系統(tǒng)+裝火藥+盒子里的貓優(yōu)雅地駁倒了,系統(tǒng)的波函數(shù)包含了既活又死的貓……沒有人真正相信貓的死活與觀察行為有關(guān)。


愛因斯坦寧愿用槍來殺死這只貓,也不愿用毒氣 [2]。我們只能推測(cè)薛定諤為什么要選擇毒害貓。他自己沒有養(yǎng)貓,不過他的確有一只心愛的寵物。在第二次世界大戰(zhàn)期間,他有一只名叫伯希(又名拉迪)的柯利牧羊犬,它是薛定諤的伙伴,也是他在諸多磨難中獲得安慰的源泉。


盡管在哲學(xué)上有局限性,量子物理學(xué)的哥本哈根詮釋仍然在今天的課堂上被教授,并且仍然被用作描述量子世界的一個(gè)實(shí)在模型。這有兩個(gè)簡(jiǎn)單的原因。第一,哥本哈根詮釋能很好地解釋迄今為止所有的量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,反對(duì)它的原因主要是在哲學(xué)方面。雖然哲學(xué)很重要,但它并沒有延緩量子世界的實(shí)驗(yàn)研究。第二,即使在80年后,也沒有人完全確定用什么來代替它。有一種理論如今很流行,它涉及無限多個(gè)平行宇宙,最初被稱為量子力學(xué)的多世界詮釋。根據(jù)這種解釋,薛定諤的貓將在一個(gè)宇宙中存活,在另一個(gè)宇宙中死去,量子力學(xué)的波動(dòng)性體現(xiàn)了不同宇宙間的某種相互作用。目前還不知道是否存在這樣的平行宇宙,但對(duì)許多物理學(xué)家來說,多世界詮釋已經(jīng)成為處理量子物理學(xué)奇異性質(zhì)的首選方法。

本文節(jié)選自《下落小貓與基礎(chǔ)物理學(xué)》。


貓可能暗示了我們?cè)诮忉層钪鏁r(shí)遇到的問題,但它們也幫助一位天文學(xué)家拓寬了我們對(duì)宇宙的理解,至少提供了精神上的支持。在20世紀(jì)以前,人們普遍認(rèn)為我們太陽系所在的銀河系就是整個(gè)宇宙。當(dāng)時(shí)的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的星云被認(rèn)為是潛伏在星系內(nèi)或星系外的氣體云。1919年,美國(guó)天文學(xué)家埃德溫· 哈勃(1889—1953)參加完“一戰(zhàn)”回來,在劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)了一年后,獲得了加利福尼亞州帕薩迪納市附近威爾遜山天文臺(tái)的職位。哈勃使用當(dāng)時(shí)世界上最大的望遠(yuǎn)鏡——?jiǎng)倓偨ǔ傻暮送h(yuǎn)鏡,對(duì)星云進(jìn)行了大量的觀測(cè),令人信服地證明了它們離我們的星系很遙遠(yuǎn),不屬于我們星系的一部分。事實(shí)上,這些模糊的天體就是星系本身,它們離我們的星系非常遙遠(yuǎn)。


1924年11月23日的《紐約時(shí)報(bào)》公布了哈勃的發(fā)現(xiàn)。這篇文章的發(fā)表標(biāo)志著整個(gè)世界第一次認(rèn)識(shí)到,宇宙比之前想象的要大得多。下面我摘錄了文章的部分內(nèi)容,請(qǐng)大家體會(huì)一下這種宏大。


旋渦星系在天空中以旋轉(zhuǎn)的云的形式出現(xiàn),它實(shí)際上是遙遠(yuǎn)的恒星系統(tǒng),或稱“宇宙島”,這一觀點(diǎn)已被卡內(nèi)基研究所威爾遜天文臺(tái)的哈勃博士通過天文臺(tái)強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行研究所證實(shí)。


根據(jù)天文臺(tái)官方報(bào)告,旋渦星系數(shù)量巨大,數(shù)量級(jí)達(dá)到10萬,其可見的大小范圍從星星那么小到仙女座星云那么大。仙女座星云在天空占據(jù)了3度,大約是滿月直徑的6倍左右。


文中沒有使用“星系”這個(gè)詞,而是“宇宙島”,因?yàn)榇饲拔覀兊男窍当徽J(rèn)為是整個(gè)宇宙。今天,天文學(xué)家估計(jì)在可觀測(cè)宇宙中大約有兩萬億個(gè)星系。


這一重大突破并不是哈勃對(duì)天文學(xué)的唯一重大貢獻(xiàn)。1929年,哈勃通過仔細(xì)觀察,指出遙遠(yuǎn)星系遠(yuǎn)離我們的速度與它們離我們的距離成正比,這個(gè)定律被稱為哈勃定律,現(xiàn)在是測(cè)量宇宙距離的關(guān)鍵性工具。


哈勃余生都在威爾遜山天文臺(tái)工作。天文觀測(cè)可能是一種孤獨(dú)的職業(yè),需要在深夜長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)星星。哈勃和他的妻子格蕾絲在1946年發(fā)現(xiàn)了一個(gè)同伴,一只毛茸茸的黑色小貓。哈勃立刻給它起了個(gè)名字,叫尼古拉斯· 哥白尼,哥白尼是波蘭天文學(xué)家,于1543年首次正確指出太陽而非地球才是太陽系的中心。


哥白尼成了深受哈勃一家喜愛的成員。哈勃為它做了一個(gè)貓洞:“所有的貓都應(yīng)該有一個(gè)貓洞,這對(duì)它們的自尊來說是必需的。” 哈勃一家人把哥白尼最喜歡的玩具——煙斗通條放得滿屋都是。


正如格蕾絲在日記中所寫的那樣,哥白尼經(jīng)?!皫椭惫瓿晒ぷ??!爱?dāng)埃德溫在他的大書桌前工作時(shí),哥白尼總是一本正經(jīng)地伸展四肢以便盡可能遮蓋更多的書稿?!趲臀摇5聹亟忉尩?。當(dāng)哥白尼坐在埃德溫的腿上時(shí),它發(fā)出的呼嚕聲都與平常不同,一種緩慢的、獅子般的呼嚕聲……‘那是你的貓?jiān)诮袉幔俊覇査?,他就從書本中抬起頭來,微笑著點(diǎn)點(diǎn)頭?!?哈勃在1949年心臟病發(fā)作,1953年死于腦血栓。哈勃臨去世時(shí),哥白尼就待在他旁邊。后來,哥白尼在窗邊趴了幾個(gè)月,等著自己的主人回來。


哥白尼可能是哈勃的研究伙伴和好朋友,但它并沒有像切斯特那樣參與到科學(xué)工作中來。切斯特是密歇根州立大學(xué)天文學(xué)家杰克· H.赫瑟林頓( Jack H. Hetherington)的一只暹羅貓。

圖3?哈勃和哥白尼(1953 年 3 月)
圖片來源:亨廷頓圖書館(位于加州圣馬力諾)的卡內(nèi)基研究所威爾遜山天文臺(tái)科學(xué)收藏特展。


1975年,赫瑟林頓完成了一篇論文,打算以唯一作者的身份提交給著名的《物理評(píng)論快報(bào)》( PRL)雜志。在提交之前,他把草稿交給了一位同事,最后一次檢查論文中是否有錯(cuò)誤。不幸的是,這位同事指出,赫瑟林頓在論文中稱自己為“我們”,而《物理評(píng)論快報(bào)》通常希望單作者論文中使用“我”。在1975年,要做這樣的修改,就得在打字機(jī)上把整篇手稿重打一遍,這是一項(xiàng)麻煩的任務(wù)。因此,赫瑟林頓把他的貓作為合著者加入了作者欄。


赫瑟林頓的朋友和同事們應(yīng)該已經(jīng)知道他的貓叫切斯特,為防止同事們一眼認(rèn)出來,赫瑟林頓把合著者的姓名擴(kuò)展成F. D. C. 威拉德( F. D. C. Willard),其中是F. D. 是貓的學(xué)名( Felix domesticus)的首字母縮寫, C當(dāng)然是切斯特,而威拉德是切斯特父親的名字。


這篇論文被接收并發(fā)表在1975年11月24日的期刊上。赫瑟林頓并沒有對(duì)合著者的身份保密太久。論文發(fā)表一天后,他給系主任發(fā)了一條消息,告訴了他自己的這個(gè)策略,系主任杜魯門· 伍德拉夫( Truman Woodruff)回了一張便條,表示愿意讓威拉德成為杰出訪問教授。


親愛的杰克:


答復(fù)您11月25日的來信:請(qǐng)?jiān)试S我立即承認(rèn),如果沒有您的來信,我決不會(huì)冒昧地想到去拜訪像F. D. C. 威拉德這樣杰出的物理學(xué)家,希望他有興趣加入我們這樣的院系,畢竟,我們?cè)合翟?969年魯斯–安德森的研究中甚至沒有進(jìn)入前30名。所以威拉德當(dāng)然可以與一個(gè)更出色的院系聯(lián)系。


然而,您認(rèn)為他有可能屈尊接受我們提供的機(jī)會(huì),這讓我們備受鼓舞。我懇求您,他的朋友和合作者,請(qǐng)?jiān)诒M可能合適的時(shí)候(比如有白蘭地酒和雪茄的晚上)向他提出這個(gè)問題(當(dāng)然,不用我說,您肯定會(huì)以最巧妙的語言藝術(shù)提到此事)。您能想象如果真的能說服威拉德加入我們,即使只是作為杰出訪問教授,大家該有多高興嗎?


消息很快在物理界傳開了。赫瑟林頓自己在1997年的一封信中寫道:“不久后,一位密歇根州立大學(xué)的訪客希望與我討論,因?yàn)槲覜]空,所以對(duì)方說想和威拉德談?wù)?。每個(gè)人都笑了起來,很快,威拉德是一只貓的秘密就不脛而走[3]?!?赫瑟林頓最終將幾份有兩位作者簽名的論文分發(fā)給親密的朋友和同事(圖4)。顯然,這個(gè)簽名和威拉德實(shí)際上是一只貓的事實(shí),使威拉德失去了被邀請(qǐng)參加科學(xué)會(huì)議的機(jī)會(huì)。赫瑟林頓自己補(bǔ)充道:“我也沒有收到參加那個(gè)會(huì)議的邀請(qǐng),不過這都無關(guān)緊要了。” 


有些人顯然比其他人更喜歡這個(gè)玩笑。赫瑟林頓的妻子瑪吉認(rèn)為,她可以說自己與論文的兩位作者都上過床,而且常常是同時(shí)上床,這一事實(shí)讓她非常引以為豪。


威拉德后來成為自己論文《固態(tài)氦–3:反鐵磁性核燃料》的唯一作者,文章發(fā)表在法國(guó)科學(xué)普及雜志《研究》( La Recherche)1980年9月號(hào)上。顯然,這篇論文的人類合著者無法就他們手稿的一些細(xì)節(jié)達(dá)成一致,所以他們把所有的責(zé)任都推給了他們的貓科同事。

圖4?兩位作者簽名的論文,上面寫著“這是對(duì)作者最好的贊美”。
圖片來源:赫瑟林頓。


35年后,赫瑟林頓從密歇根州立大學(xué)退休,但仍然很活躍。他現(xiàn)在每年都是一段時(shí)間在密歇根,一段時(shí)間在法國(guó)生活,他不僅在一家工程公司工作,還在探索用藝術(shù)性的方式表現(xiàn)數(shù)學(xué)函數(shù)的可能性。 


出版《物理評(píng)論快報(bào)》的美國(guó)物理學(xué)會(huì)對(duì)整個(gè)事件都抱有一種幽默的態(tài)度。2014年4月1日,該組織在其網(wǎng)站上宣布了一項(xiàng)針對(duì)未來貓類研究人員的新“開放獲取計(jì)劃”。


美國(guó)物理學(xué)會(huì)自豪地宣布了一項(xiàng)新的開放獲取計(jì)劃,旨在將開放獲取的好處進(jìn)一步擴(kuò)展到更廣泛的作者群體。新政策今日起開始生效,所有由貓撰寫的論文都可以免費(fèi)獲得。這一開放思想的更新是學(xué)會(huì)在開放訪問和寵物出版領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)地位的自然延伸。早在1975年,學(xué)會(huì)就開始出版貓的學(xué)術(shù)論文,其中最突出的是威拉德,論文參見J. H. Hetherington and F. D. C. Willard, Two-, Three-, and Four-Atom Exchange Effects in bcc 3He, Phys. Rev. Lett. 35, 1442( 1975)。不過,未來這項(xiàng)計(jì)劃只考慮單個(gè)作者的論文。學(xué)會(huì)希望在不久的將來評(píng)估允許犬類作者發(fā)表論文的可能性。自薛定諤以來,物理學(xué)從未給予過貓這么好的機(jī)會(huì)。

圖5?真實(shí)的威拉德,圖片來源:赫瑟林頓。


威拉德能夠在世界上最負(fù)盛名的物理學(xué)期刊上發(fā)表論文,卻從未獲得過學(xué)位。但是其他貓?jiān)谶@方面已經(jīng)取得了成功,為學(xué)術(shù)界提供了重要的服務(wù)。


大約在2001年,佐伊·卡澤( Zoe D. Katze)[4]被授予了進(jìn)行催眠治療的許可,成為卡澤醫(yī)生。佐伊是心理學(xué)家史蒂文· 艾歇爾( Steven Eichel)的貓,艾歇爾通過美國(guó)心理治療協(xié)會(huì)為卡澤遠(yuǎn)程取得了心理醫(yī)生資格。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是用最戲劇化和最荒謬的方式來展示一個(gè)人是多么容易獲得與病人打交道的執(zhí)照。另一只被認(rèn)可的貓是亨麗埃塔( Henrietta),它是科學(xué)記者本· 戈?duì)栠_(dá)克( Ben Goldacre)的貓。2004年,在去世一年后,亨麗埃塔獲得了美國(guó)營(yíng)養(yǎng)顧問協(xié)會(huì)頒發(fā)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)文憑,這真是一個(gè)特別令人印象深刻的成就。諸如此類的調(diào)查,還有許多其他的調(diào)查,都被用來曝光那些見不得人的“文憑工廠”,只要給一定數(shù)量的錢,這些“文憑工廠”可以向任何人授予文憑。


貓能獲得物理學(xué)學(xué)位嗎?如果最近的研究能說明什么問題的話,那就是他們對(duì)這一學(xué)科的了解比我們認(rèn)為的要多。2016年,京都大學(xué)的研究人員對(duì)貓理解因果關(guān)系的能力進(jìn)行了研究。為了做到這一點(diǎn),他們做了一個(gè)罐子,里面有一塊電磁鐵和三個(gè)可以在里面滾來滾去的金屬球。電磁鐵被激活后,小球就會(huì)被固定在合適的位置,當(dāng)罐子被搖晃時(shí),小球就不會(huì)移動(dòng),當(dāng)罐子被翻轉(zhuǎn)時(shí),小球也不會(huì)從罐子里掉出來。電磁鐵關(guān)閉后,小球就能被搖動(dòng),發(fā)出“咣當(dāng)咣當(dāng)”的聲音,翻轉(zhuǎn)罐子時(shí)也會(huì)掉出來。


這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)試貓是否會(huì)將這種球滾動(dòng)的聲音與球從罐子里掉出來的預(yù)期聯(lián)系起來。電磁鐵可以觸發(fā)四種情況。關(guān)閉電磁鐵的情況下,研究人員可以測(cè)試一致性條件,即一個(gè)裝滿東西的罐子會(huì)發(fā)出聲音,球也會(huì)掉出來,或者空罐子不會(huì)發(fā)出咣當(dāng)聲,球也不會(huì)掉出來。當(dāng)磁鐵一半時(shí)間處于激活狀態(tài)時(shí),他們可以測(cè)試不一致條件,即一個(gè)裝著球的罐子會(huì)發(fā)出聲音,但球不會(huì)掉出來,或者一個(gè)裝著球的罐子不會(huì)發(fā)出聲音,但球會(huì)掉出來。


研究人員對(duì)30只家貓( 8只是家養(yǎng)的貓, 22只來自貓咖啡館)進(jìn)行了錄像,以評(píng)估它們對(duì)一致條件和不一致條件的反應(yīng)。如果貓?jiān)敢?,它們可以在每個(gè)事件之后調(diào)查罐子。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)罐子掉出球的情況與預(yù)期不一致的時(shí)候,貓看容器的時(shí)間更長(zhǎng)。也就是說,如果罐子發(fā)出聲音,但沒有球掉出來,或者罐子沒有發(fā)出聲音,但球掉出來了的時(shí)候,貓會(huì)更好奇到底發(fā)生了什么。據(jù)研究人員稱,他們的研究結(jié)果表明,“貓利用對(duì)聽覺刺激的因果邏輯性的理解來預(yù)測(cè)看不見物體的外觀”。仔細(xì)想想,這并不奇怪,因?yàn)橥獬鲠鳙C的貓如果能將一組聲音與隱藏的獵物聯(lián)系起來,就能抓到更多的獵物。

圖6?我家超級(jí)可愛的貓咪之一索菲,正在思考弦理論


一些新聞媒體對(duì)結(jié)果的報(bào)道更加聳人聽聞。一篇描述史密森尼學(xué)會(huì)相關(guān)研究的文章就是以《貓是可愛的物理學(xué)家》為題的。從我自己的經(jīng)驗(yàn)來看,如圖6所示,一些貓已經(jīng)開始喜歡這門學(xué)科了。


注釋:

[1]. 這里直接引自《坎特伯雷故事》,黃杲炘譯,上海文藝出版社, 2019。和原書引用的英文版略有差異。

[2]. 愛因斯坦曾表示他寧愿用槍直接殺了這只貓以免它遭受這種又死又活的狀態(tài),他另一句更有名的名言“上帝不擲骰子”表達(dá)了同樣的意思。

[3]. 這是個(gè)雙關(guān)的文字玩笑, 原文“the cat was out of the bag”(貓從袋子里出來了)是一個(gè)俗語,表示秘密泄露了。

[4]. 這個(gè)名字在德語里就是Zoe die katze(一只叫佐伊的貓)。

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