胡锋的博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/hufeng 希望理解鸟怎么一起飞,鱼怎么一起游;希望和身边的人分享科学的乐趣。

博文

物理学家的模型和我的小狗 精选

已有 6658 次阅读 2011-7-2 20:44 |系统分类:科普集锦| 物理模型, 小狗的可区分性

最近和几个生物学家合作研究信息在受到惊吓的鱼群中的传递规律,我作为物理学家的任务是构建模型,对实验结果进行理论分析。在我构建的模型中,一个重要的假设是鱼群中的鱼是如何相互作用的。我按照物理学家的习惯,将这个假设做到了最简单的情况,而且假设每条鱼都是一样的。尽管这样,这个模型还是足够复杂,导致我头脑里总是浮现出模型中的“鱼”如何相互作用,如何演化。

除了研究这些虚拟的鱼群外,我每天黄昏的时候会和我的小狗——骰子散步半个小时左右。在散步的过程中,最有趣的是看到骰子和其它的狗,还有猫的相互作用。自从08年春节的把骰子寄养之后,不知道为什么,她对体积和她差不多的狗采取很敌视的态度,基本上是见了就打架。搞得现在遛狗的时候,不得不给她带上绳套。尽管这样,有一天发现一条远远走来的小狗,看见骰子后,居然选择绕道走。还有一条长得比较肥的小狗,每次对他说“骰子来了”的时候,会远远的跑到主人的身边求助。看来我每天是带着一个“小霸王”在散步了。而当碰到猫的时候,骰子一般会很激动,非要去追猫。而我每次都会鼓励她与其它动物的相互作用,常常放开绳索。这个时候骰子会穷凶极恶的向猫跑去,常常有两种结局。如果猫被吓得开跑了,骰子会在后面追得更欢,常常是猫最后被追到了树上,或者跳到了窗台上,骰子只能在下面摇着尾巴,一个劲的向上望。如果这只猫碰巧是很酷的猫(我们的院内现在大多数猫都是这样),当骰子穷凶极恶的跑近后,猫在那儿四肢站立,弓起背,发出“呼呼”的低沉吼声,骰子会停下来,然后围绕着他转圈,不敢再靠近了。甚至我最近发现,如果那只猫就躺在那儿,对骰子气势汹汹的跑动毫不理会,骰子也是绕着他转圈,不知所措了,直到我把她签走。

骰子大概是独一无二的,我有时也在想,在我的模型中,假设所有的鱼都一个样,是否过于残忍?

有一部分传统的生物学家对物理学家的模型工作有抵触的情绪。物理学家 Geoffrey West 用他的模型,成功的解释了哺乳动物个体中普遍存在的体积与代谢率呈现幂次率(幂次为3 / 4)关系。可当他向生物学家报告自己的模型工作时,常常被一些生物学家问道“Yeah, but what about the crayfish?”。我可以理解这种情绪的来源。假设一个整天和小狗混在一起,观察记录他吃喝拉撒的一切,惊叹于狗的智慧,最后甚至违反了研究时应不带感情,在小狗下葬时悲伤落泪。如果有一天,他(她)听说有一位物理学家假设狗群中的狗都一样,这位生物学斥责这份模型工作是“玩具”就可以想象了。

可物理学家的工作绝不仅仅是构造一个模型“玩具”自娱自乐,他的野心也同样是发现自然的规律。我曾经听过一次报告,在谈到太阳系的行星运动规律时,报告人在台上说道“为什么物理学家可以把地球当作了一个质点?因为他们忽略了地球的自转。”其实,物理学家还没有霸道到这种程度。只是物理学家在考虑地球公转问题时,忽略了地球的自转,把它作为了一个次要因素,从而可以把地球当作一个质点来处理。物理学家把同样的精神来处理生物系统,他们会考虑所谓的“重要因素”,然后考察这些重要因素与实验现象的关系。根据我遛狗的经验,我知道有的鱼强壮,有的鱼敏感,而是我目前没有把他们当作所考察问题的重要因素。

当然,重要不重要最终结果由自然界决定,如果模型的结果与真实的数据相差很大,那么我会乖乖的考虑先前认为的“不重要”因素,比如鱼之间的差别。

 

2011-7-1 于重庆师范大学

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-43547-461635.html

上一篇:不需要“督导”
下一篇:法治的课堂
收藏 IP: 219.153.130.*| 热度|

6 刘全慧 张玉秀 罗洁 杨芳 迟菲 谢鑫

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (6 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-26 15:39

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部