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英国进化论者赫胥黎认为，生活中的常识并不与科学对立。他说：“完整的常识就是科学。”日常生活中处处存在着科学真理，积累的生活经验是科学认识的重要来源。在科学史上，一些重大的科学发现都得益于生活中获得的灵感。

啤酒气泡和气泡室的发明

Glaser/Glaser 调试气泡室

气泡室是探索物质结构的新型探测器。它是由美国物理学家DA Glaser（1926-2013）于1952年发明的，他因这项重大发明获得了1960年诺贝尔物理学奖。 。

在格拉泽发明气泡室之前，威尔逊云室被用来检测微观粒子的运动轨迹。威尔逊的云室反应缓慢，无法显示极快的高能带电粒子的轨迹。 20世纪40年代，能量高达20至30Gev的电子加速器已经建成，产生的高能粒子速度极快。使用威尔逊云室观察它们运动的整个过程已经不够了。

格拉泽决心通过更有效的手段追踪高能粒子。神奇的是，格拉泽的灵感来自于啤酒中的泡沫。他发现啤酒瓶中一些粗糙突出的玻璃刺周围特别容易形成气泡。他想知道带电粒子是否可以在液体中产生气泡。

实验表明，在一些过热液体（温度高于标准大气压下沸点的液体）中，如果带电粒子通过，它们周围的液体就会被汽化，从而沿着粒子的路径呈现一系列气泡。 。

1952年，格拉泽以乙醚为液体，试制了第一个气泡室。当乙醚处于过热温度且外部压力突然降低时，来自钴60放射源或宇宙射线的高能粒子触发乙醚局部沸腾。用快速相机拍摄的胶片可以清晰地显示出因局部沸腾而形成的气泡所形成的清晰轨迹。

在成功观察到第一批轨迹后，他对不同物质的液态进行了实验，发现最实用的是液氢和液氙。液氢提供了一个简单的目标，而液氙可以作为一个强大的目标。高原子序数目标。

气泡室用液体介质替代了云室中的气体介质，这使得气泡室的性能远远超过云室。由于液体的密度远大于气体，因此高能粒子在液体中的冲程比在气体中小得多，约为气体冲程的1‰。因此，为了观察高能粒子的整个过程，气泡室的尺寸可以变得很小。

高能粒子在液体介质中的行程通常在10厘米左右。如果用云室来观测其整个过程，则要求云室的长度达到100米，这显然是难以实现的。

气泡室克服了威尔逊云室的缺点，使得观测高能粒子的全过程成为可能。还具有循环快、响应灵敏、直观性好、颗粒作用顶点可见、复用效率高、有效空间大、观测精度高等特点。它收集的各种信息量大约是云室的1000倍。 。后来，在研究高能粒子的实验中，气泡室很大程度上取代了威尔逊云室。

老虎机和细菌自发突变的发现

1969年，意大利裔美国生物学家SE Luria（1912-1991）在噬菌体细胞内增殖过程的研究中发现了细菌自发突变的有力证据，并与德裔美国物理学家、微生物学家M. Delbruck（1906- 1981）等人分享了今年的诺贝尔医学和生理学奖。

1938年，卢里亚选择噬菌体作为辐射诱导基因突变的研究对象。 1940年他来到美国，跟随德尔布吕克进行研究。

噬菌体是侵入细菌细胞并迅速繁殖的病毒，导致细菌细胞破裂并释放出大量相同的噬菌体，进而攻击其他细菌。

卢里亚发现，当用噬菌体感染某些敏感细菌时，大多数细菌被杀死，但极少数细菌存活下来并形成“菌落”。从这些菌落中培养出来的细菌将永远不会再被那些细菌感染。噬菌体感染。

卢里亚怀疑这些噬菌体抗性细菌的出现可能是基因突变造成的，他想建立噬菌体抗性细菌的突变模式。他尝试了几次实验，但没有一个成功。

1943 年 2 月，卢里亚参加了一场舞会。他正好站在一台老虎机前，前来玩老虎机碰碰运气的人络绎不绝。

大家都知道，中彩票是一个随机事件，中大奖的概率极小。没想到，他的一位同事获得了大奖。看到他得意洋洋的样子，卢莉亚突然意识到一个道理。老虎机和细菌的突变之间有相当大的相关性：细菌突变的机会也与老虎机相似。获胜的机会；两者都是随机且分布不均匀的。

卢里亚/德尔布吕克

卢里亚这样推理：根据拉马克的理论，细菌对噬菌体的抗性是由噬菌体的存在引起的，那么当噬菌体不存在时，细菌就不会出现这种特性；当噬菌体与细菌接触时，少数幸运者会发展出这种特性。这些细菌在整个群落中的分布虽然很小，但一定是均匀的，也就是说不会有“大奖”。

按照达尔文主义，如果细菌对噬菌体的抵抗力是通过基因突变自发产生的，那么这种突变在噬菌体与细菌接触之前就已经客观存在，只不过是无法察觉而已。

如果当细菌发展到第五代时加入噬菌体，会出现什么结果？

如果细菌在第一代发生突变，那么当它繁殖到第五代时，它就会长成一个相当大的菌落。当这个菌落接触到噬菌体时，它自然产生了抵抗力，这是一个“大奖”；等等，可能还会有一些“小奖品”。 “小奖品”的出现是因为基因突变发生得太晚，还没有时间成长为一个大的菌落。

两种情况之间的区别在于阻力产生的时间。

第一种情况，在接触噬菌体后同时产生耐药性，因此其后代的分布是均匀的；在第二种情况下，电阻是非同时随机产生的。突变发生得越早，菌落就越大，这被视为“大奖”；具有较晚突变的菌落看起来像是一些“小奖品”。

卢里亚不想再错过舞会，赶紧回家了。

第二天一早他就去做实验了。实验结果相当漂亮。抗性菌落的出现确实分布不均，偶尔还会出现“大奖”！这说明细菌突变也是随机的、自发的，遵循达尔文进化论的模式，与环境诱导无关。

拉马克的理论再次被打破，细菌从此成为遗传学舞台上的主角。

卢里亚向德尔布吕克讲述了他的发现，德尔布吕克很快就提出了一个数学模型来处理细菌突变的速度。

1943年，他们联合发表论文指出，在同一培养基中，同时存在噬菌体抗性细菌和噬菌体敏感细菌，这是由细菌自发突变引起的。

他们不仅确定了细菌突变的存在，还确定了细菌突变的方法。通过分析一系列独立细菌群体中的突变数量，可以相当准确地估计细​​菌在其短暂的生命周期中发生某种突变的概率。 ，这种方法后来被称为“波动检验法”，他们的发现在遗传学界引起了巨大反响。

旋转者游戏与量子电动力学的建立

1965 年诺贝尔物理学奖授予朝永信一郎、施温格和费曼，以表彰他们在量子电动力学方面的基础工作。自20世纪20年代量子力学创立以来，许多理论物理学家开始致力于建立量子电动力学。经过不懈努力，20世纪60年代建立了成熟的理论体系。

Feynman/费曼名著《量子电动力学讲座》

美国物理学家费曼（1918-1988）在这一领域的最大贡献是费曼图法、费曼规则和路径积分法。

费曼图是他在处理量子场论时提出的一种方法。它描述了粒子之间的相互作用，直观地表示粒子散射、反应和转化等过程。费曼图可用于轻松计算反应过程的转移概率。费曼图使量子场论的计算变得直观、有条理、简洁，很受同行欢迎。

费曼规则意味着量子系统中概率的叠加与经典规则不同。它不是概率的直接叠加，而是概率幅值的叠加（费曼晚年根据这个规则提出了量子计算机的想法）。

路径积分法基于概率幅值叠加的基本假设，采用作用的表达形式，即对一个空间中的一个时间点到另一个空间中的另一个时间点的所有可能路径的幅值求和的方法。这是继矩阵力学和波动力学两个基本数学公式之后出现的第三种新的表达方法。与前两者是等价的。路径积分法为量子力学的解释指出了一条避免繁琐且易于理解的方法。它在量子力学中的作用不是很显着，但当它应用于量子电动力学时，其优越性就凸显出来了。

费曼热爱科学和生活。

‍‍‍‍‍他的一生充满了离奇而有趣的经历。他参加了巴西的桑巴乐队；

他会敲击印度邦戈鼓来为芭蕾舞团的表演伴奏。

喜欢绘画，曾举办个人画展。 ‍‍‍‍‍

对生活的关注，培养了他敏锐的洞察力和形象思考的能力。他善于从生活中的小事中获得灵感，喜欢寻找生活中的一些实际例子来为自己解决问题。他说，他在量子电动力学方面的工作受到了他一生中一次旋转盘子游戏的启发。

‍一个周日，我看到一个傻男孩在食堂旁边把一个盘子扔到空中。当盘子在空中上升时振荡时，我注意到盘子上康奈尔大学标志的图像正在旋转，显然比它的振荡速度更快。

我太无聊了，开始计算旋转板的运动。我发现当角度很小时，徽章旋转的速度是振动速度的两倍——2:1。这创建了一个复杂的方程！

然后我想，从力学或者动力学的角度，是否可以从更根本的角度弄清楚为什么是2:1？最后，我求解了具有质量的粒子的运动以及所有加速度如何平衡以使其达到 2:1。

然后我去找我的朋友汉斯，告诉他那些加速的事，他说：“费曼，这很有趣，但这重要吗？你为什么研究它？”

“嗯！”我说：“没关系，我只是为了好玩。”他的反应并没有让我泄气，我坚信我喜欢物理并且做了我想做的事情。

我继续求解振动方程。然后考虑相对论中电子如何进入轨道，然后考虑电动力学中的狄拉克方程，然后考虑量子电动力学。 ‍

这并不是费曼一生中唯一的例外。他认为，困难而深奥的理论物理离生活并不遥远。生活中处处存在“有趣”的物理，人们可以在玩耍中获得灵感。科学和生活一样，充满了“玩”的乐趣。

善于发现浩瀚生命中保存的无数奇迹

日常生活中的灵感带来重大科学发现的例子有很多。

帕斯卡听到了盘子的叮当声，发现了声音振动的原理；欧拉创立拓扑学是为了解决柯尼斯堡居民步行时遇到的“七桥问题”；斯莫利从搭积木游戏中获得了灵感。 、构建了C60分子的球形结构模型等。

俄罗斯作家别林斯基说：“人类的生命就像浩瀚的海洋一样深邃，在其无法测量的深度中，保存着无数的奇迹。”

深入生活，做一个有思想的人，细心观察生活。我们可以发现生命中保存的奇迹，从中获得灵感，擦出智慧的火花。

达尔文的儿子这样评价他的父亲：“他有一种捕捉异常的特殊本性。大多数人在遇到表面上微不足道、与当前研究无关的事情时，几乎会不自觉地做出不严肃的反应。被认为忽略的解释它……他正是抓住了这些情况，并将其作为他研究的起点。”

对生活的关注，培养了达尔文敏锐的洞察力和形象思维的能力。他接受了物种因同一物种的细微差异而发生变异的事实。通过研究物种变异的原因，他创立了生物进化论。

要想从生活中获得灵感，就必须热爱生活，提高感受生活的能力。达尔文说：“不要因为长期沉浸在科学中而失去感受生命、美和诗意的能力。”

有些具有巨大创造成就的人善于体验生活，他们对生活中的新鲜事物充满好奇。

当爱因斯坦还是个孩子的时候，他对父亲给他买的一个特殊的玩具——指南针感到惊讶。大自然的力量是多么神奇啊！三十年后，对神奇自然力量的追求导致了他对统一场域的执着追求。晚年的爱因斯坦看到一只发出悦耳声音的玩具鸟，他像一个顽皮的男孩一样爱不释手，试图弄清楚它的奥秘。

好奇心是最好的向导和老师。对生活中新事物的好奇心使得许多人在科学研究和技术发明方面做出了杰出的贡献。

制版编辑|板栗