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物理学家的模型和我的小狗 精选

已有 7116 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

 



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IP: 222.209.25.*   | 赞 +1 [5]陈向荣   2011-7-4 10:08
"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".

很有同感! 我一直把类似思想用于指导研究生的实践中和科研工作中.
IP: 218.201.115.*   | 赞 +1 [4]王国强   2011-7-4 07:47
看动画片 《猫和老鼠》,都是 猫追鼠,狗追猫。

俺家的小狗,就经常主动去惹俺家的猫,尽管每次都被猫抱住脑袋用脚狠划肚皮疼的哇哇叫。

可是依然乐此不疲。

可见,狗(猫)与猫(狗)斗,其乐无穷啊。

^_^。。。。。。。。。。。
IP: 180.172.63.*   | 赞 +1 [3]guoyanghuawu   2011-7-3 19:57
学科之间无贵贱之分,知识分工不同,所以科学家之间不必相互鄙视。
博主的狗挺强势的。
IP: 119.41.14.*   | 赞 +1 [2]张玉秀   2011-7-3 10:55
我养了十几年的狗,这也是我亲身体验的。
IP: 119.41.14.*   | 赞 +1 [1]张玉秀   2011-7-3 10:17
论述的很有意思,就是错别字太多了。另外,你的狗狗不会那么厉害吧?好像违反了客观规律,猫处于食物链的最高端,很厉害的,我还从未见到过猫怕狗被狗追得上树的。我见过的都狗怕猫,见了猫就不敢往前走了。
回复  我所描述的是我每天遛狗时的真实经历。
不知道您说的“狗怕猫“是从书上看到的,还是您的亲自经验。我不太相信。
2011-7-3 10:531 楼(回复楼主) 赞 +1 |

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