015 小世界实验及其惊奇
(青少年心灵成长直通车)激发孩子灵感的发明发现故事_巧克力与微波炉
珀西·斯潘塞于1921年出生于美国亚特兰大，1939年进入专门制造电子管的雷声公司工作。
公司员工正与英国的科学家共同研究磁控管，接触到微波后，斯潘塞对此产生了浓厚的兴趣。
有一天，斯潘塞正全神贯注地做雷达实验，一位同事突然跑过来。
慌忙地说道：“你上衣口袋怎么那么大一团污迹？是不是受伤了？”斯潘塞低头一看，果真如此。
他用手摸了摸，原来是衣兜里的巧克力化成了黏糊糊的一团。
斯潘塞心想：“人体的温度不足以让巧克力融化，那究竟是什么东西使它融化的呢？”斯潘塞仔细地检查了整个实验室，没有发现什么异常。
突然，正在发射电磁波的雷达引起了他的注意：“难道是它在起作用？”斯潘塞被自己的想法吓了一跳，便马上做实验来验证。
斯潘塞用微波对食物进行加热，例如面包和比萨饼。
结果显示，微波确实具有热效应。
他想：“微波可以使食物的内外同时受热，如果用微波来煮食物，那么既节省能源，又省时。
”于是他便向公司提出了自己的设想。
雷声公司觉得这是一项极具潜力的发明，决定和斯潘塞共同研制利用微波加热食物的炉子——微波炉。
用微波炉烹饪食物时，不会产生有害的油烟，而且还能保持食物的原汁原味，因此受到家庭主妇的喜爱，很快便走进人们的日常生活。
第20章 小世界现象
• 通过认识的人，不一定有多熟悉 • 中间路径：5-7步
网页之间的“社交”
•全球互联网超过几百亿的网页，比人口总数多 •问题
– 网页之间，有怎样的关系，也有“小世界”现象吗？
• Albert, Jeong, Barabási（1999）; Barabási
（2013）
– 没有关系的两个网页之间的直径为18.59次点击
• 体现了同质连接和弱关系连接的概念，于是可以看 成是现实社会网络的一个合理近似
• 可以证明：在这样的网络中，任意两节点之间存在 短路径的概率很高
• 也可以证明，Watts-Strogatz模型不能很好地体现 第二个要求
– 短视搜索的路径太长，尽管短路径存在
在线测试题
• 下述说法哪些是正确的？小世界现象意味着：
B
5 • 从0开始，以A为目标的短视搜
索：0-C-B-A
A
6 • 而不能是：0-F-A
9
8
7
“短视搜索”没走“最短路径”！
F
0
1
测试：短视搜索
E
2
D C B
A
3 • 左图，距离（差别）由环上的 相对位置定义，例如，节点0
4 和A的距离为6
• 试给出从0开始，以9为目标的 5 一条短视搜索路径，它是0和9
– 人类社会网络的直径比较小 – 在人类社会网络中，人们之间的平均距离比较小 – 上述都不对
小结
• 对于重要的社会现象，如果可以用一个数学模型来 解释，尽管这个模型概括不了现象的所有细节，也 是很值得追求的
• Watts-Strogatz模型，抽象地表达了社会网络成因 的基本特征，从理论上说明了小世界现象（一个方 面）的必然性。
慢科学--五个漫长的科学实验带来的启示
慢科学--五个漫长的科学实验带来的启示(2013-04-18 10:01:27)转载原载《文汇报》2013年3月27日□方陵生编译科学发展是人类追求的一个长期目标，但一些具体研究项目却往往是在一个较短时间尺度内进行和完成的，科学实验或科研项目还要受到资金周期的制约。
但也有一些科学实验或科研项目却不可能在短期内完成，例如：人类寿命研究、地壳变动情况勘查、太阳表面变化观察等，有可能需要几十年甚至几个世纪的时间。
《自然》杂志近期文章列举了有史以来时间跨度最长的五个科学实验和科研项目，其中有些研究项目的数据积累工作已持续了几个世纪，有的每年产生数以百计的论文，有的10年才产生一个数据点。
这些实验告诉我们：科研进展有时就像马拉松赛，而不是很快就能见分晓的短程赛跑。
如此漫长的实验因此受到各种外在条件和因素的挑战，如研究重点的转移和技术的变化等，并经常受到资金不足和人员变动的制约。
尽管如此，一些有远见的科学家以他们的奉献精神和坚忍不拔的毅力，还是将科学实验的成果传承了下去。
170年收集化肥对农作物产量影响的数据长期研究项目的研究人员必须努力维护和保持研究数据的完整性及相关性。
安迪·麦克唐纳于2008年时接手了一项农业实验，即自1843年开始进行的矿物肥料和有机肥料对作物产量影响的研究测试。
这项实验由化肥生产巨头约翰·劳斯在自己位于伦敦北部洛桑的庄园里发起进行，主要研究测试氮、磷、钾、钠、镁和农家肥对几种主要作物产量的影响，包括小麦、大麦、豆类和一些块茎作物。
如今在洛桑研究所担任这项“经典实验”的负责人麦克唐纳说：“二三十年的研究测试已经很好地回答了各种不同肥料所起重要作用的许多基本问题”。
实验表明，氮的影响最大，其次是磷。
阶段性的实验一直在进行着，以对新的想法进行测试，并与当前农业生产实践保持密切联系。
例如1968年，农民以茎秆较短的高产谷类作物取代了之前茎秆较长的谷类作物，麦克唐纳指出，这些新品种农作物与传统作物相比，需要更多的肥料。
科学实验探索奇妙的自然世界
科学实验探索奇妙的自然世界科学是人类认识和探索世界的有效工具，而实验则是科学研究的重要手段之一。
通过实验，科学家们可以模拟和观察自然现象，从而揭示自然规律和发展科学知识。
本文将通过介绍几个经典的科学实验，探索奇妙的自然世界。
1. 牛顿的苹果实验在17世纪，英国物理学家牛顿提出了万有引力定律，揭示了地球和其他星体之间的相互吸引力。
据传，牛顿是通过观察苹果掉落而得到灵感的。
为了验证他的理论，他进行了一系列实验。
他在一个大石缸下放置一个苹果，发现当苹果从缸中摔下时，它会垂直落向地面。
据此，牛顿得出结论：地球对物体施加的引力是一个向下的力，且与物体的质量成正比。
2. 弗雷泽的火蝴蝶实验在20世纪初，德国物理学家弗雷泽进行了一系列关于风力和动力学的实验。
其中最著名的实验之一是他通过观察火蝴蝶的飞行轨迹来研究气流流动。
弗雷泽在一个封闭的实验室里放置了一个旋转的电风扇，并点燃了一支蜡烛。
当电风扇旋转时，火焰会被吹动，形成跳跃的曲线轨迹。
通过观察火焰的轨迹，弗雷泽研究了不同的气流运动方式，揭示了风力对物体运动的影响。
3. 米勒的闪光实验在20世纪初，美国物理学家米勒进行了一项旨在探索以太存在的实验，被称为“米勒的闪光实验”。
根据当时的科学理论，光是通过以太媒介传播的，米勒希望通过实验来确认这一理论。
他在一个封闭的实验室里放置了一个旋转的光学器械，通过测量光束的速度来观察是否存在以太的存在。
然而，结果却出乎他的意料。
实验结果显示，光的速度在旋转器械的运动方向上没有发生变化。
这个实验为爱因斯坦的相对论奠定了基础，否定了以太的存在。
通过以上几个经典的科学实验，我们可以看到科学家们是如何通过实验探索和发现自然世界的奥秘。
实验不仅是获取科学知识的一种重要手段，而且也是推动科学发展的关键力量。
通过不断的观察、实验和验证，科学家们不断深化对自然世界的认识，推动了科学知识的进步。
科学实验的探索过程有时令人兴奋，有时令人困惑，但无论怎样，它们都是科学发展的必经之路。
科普知识：揭秘科学世界中的奇妙现象
科普知识：揭秘科学世界中的奇妙现象科学世界中充满了各种奇妙的现象，这些现象有时令人费解，有时又令人着迷。
从微观粒子到宇宙的演化，科学中的万千奇迹无不展示着自然的神秘和美妙。
本文将揭开科学世界中的一些奇妙现象，让我们一同领略自然界的神奇之处。
1. 量子纠缠：纤维化辉煌的互相影响量子纠缠是量子力学中最为神奇的现象之一。
即使在空间分离的情况下，两个相互纠缠的粒子之间的状态仍然是相关的。
这种奇特的关联性超越了经典物理理论，说明量子世界中存在着一种无法解释的联系。
2.幽灵影子：超越速度极限的量子隧穿在经典物理中，物体需要越过阻碍才能到达目的地。
但在量子世界中，粒子可以通过隧穿现象以更快的速度到达目的地。
这种比光速更快的现象挑战了我们对时间和空间的认识，让人们更深刻地理解了量子力学的奇妙。
3.引力透镜：磁场形成的天文放大镜引力透镜是由于磁场对光线的弯曲效应而产生的一种天文现象。
当远处的光线穿过一个强大的磁场时，它会被扭曲和放大，产生一个像放大镜一样的效果。
这一现象使得天文学家能够观测到远处的天体，甚至可以发现暗物质的存在。
4.超导：电子的奇幻之旅超导是一种在极低温度下电子能够以零电阻状态流动的现象。
在这种状态下，电子会形成一种奇特的配对，从而能够无阻力地通过导体。
这种奇妙的现象被广泛应用于医学成像、能源传输等领域，为人类带来了很多便利。
5.黑洞：时间与空间的扭曲黑洞是宇宙中最为神秘和吸引人的现象之一。
它是由大量质量塌缩形成的，产生极强引力并吸引光线无法逃逸。
黑洞扭曲了时空，让我们对宇宙的演化和奇观有了新的理解。
其奇幻的性质也激发着人们对宇宙奥秘的无限想象。
6.引力波：宇宙交响乐引力波是由于质量运动而产生的时空弯曲导致的波动。
这种珍贵的宇宙信号被认为是爆炸、碰撞等宇宙事件的产物，它们像一首精美的交响乐一样，带给科学家们宝贵的信息，让人们对宇宙的结构和演化有了更深入的认识。
7.超能力：生物学中的奇迹生物界也充满了一些令人称奇的现象。
幼儿园趣味科学实验：探索奇妙的科学世界案例
幼儿园趣味科学实验：探索奇妙的科学世界在孩子们的成长过程中，培养他们对科学的兴趣和好奇心是非常重要的。
而幼儿园正是一个可以启发孩子们探索科学世界的好地方。
通过趣味的科学实验，不仅可以让孩子们在玩耍中学习，而且还可以激发他们对科学的兴趣。
本文将介绍一些适合幼儿园的趣味科学实验，帮助孩子们探索奇妙的科学世界。
实验一：彩色的牛奶用料1.牛奶2.食用色素（红、蓝、黄）3.无菌棉签实验步骤1.准备几杯牛奶，每杯牛奶都要有不同的颜色，可以使用食用色素来给牛奶染色。
2.取一根无菌棉签，蘸取一些洗洁精。
3.将棉签轻轻地放入染色的牛奶中。
实验原理洗洁精中的表面活性剂能够破坏牛奶中的脂肪，从而使食用色素在牛奶中迅速扩散，形成美丽的彩色。
实验二：彩虹的制作用料1.玻璃杯2.蜡笔3.纸巾4.温水实验步骤1.在玻璃杯的边缘用蜡笔画上彩虹的颜色。
2.用纸巾将玻璃杯的边缘擦干净。
3.将温水慢慢倒入玻璃杯中，直到过满。
实验原理蜡笔中的颜料不溶于水，所以当温水倒入杯中时，颜料会沿着杯壁慢慢溶解，形成美丽的彩虹。
通过这些趣味科学实验，孩子们可以在玩耍中学习到一些科学知识。
这些实验也可以激发孩子们对科学的兴趣，培养他们对科学的好奇心和探索精神。
希望每个幼儿园都能开展更多有趣的科学实验，让孩子们在玩耍中享受科学的乐趣，探索科学的奥秘。
作为我的角色，我认为幼儿园趣味科学实验是非常有益的，它有助于培养孩子们对科学的兴趣和好奇心。
在这些实验中，孩子们既可以学到一些科学知识，又可以通过亲自动手的方式来探索科学世界，培养他们的动手能力和观察力。
希望越来越多的幼儿园能够重视趣味科学实验的开展，让孩子们在快乐中学习，探索更多的科学奇妙。
幼儿园趣味科学实验带给孩子们的不仅是科学知识，更重要的是对科学的兴趣和好奇心。
通过这些实验，孩子们可以在玩耍中学到一些科学知识，加深对科学的理解，培养他们的动手能力和观察力，同时也可以提高他们的创造力和想象力。
参与趣味科学实验的过程，也是一次锻炼孩子们合作能力和团队精神的机会。
幼儿园科学探索小朋友的惊奇实验案例
幼儿园科学探索小朋友的惊奇实验案例幼儿园是孩子们初步接触科学的地方，通过科学探索，可以激发孩子们的好奇心和探索欲望，培养他们的科学思维和动手能力。
下面是一些适合幼儿园小朋友进行的惊奇实验案例。
1.颜色变变变实验目的：了解颜色的混合和变化所需材料：食用色素（红、黄、蓝）；眼滴管；透明杯子；水实验步骤：1）将三个透明杯子分别注满水，然后分别加入红、黄、蓝三种色素。
2）利用眼滴管，将不同颜色的水滴在第四个杯子中。
观察滴入后颜色的变化。
实验原理：通过混合不同颜色的水，可以得到新的颜色，孩子们可以观察到颜色的变化。
2.塞满气球实验目的：了解气体的特性和空气的压力所需材料：空气球；小型塑料瓶子实验步骤：1）将瓶子放在水里，部分浸没，然后从空气球中吹气注入到瓶子中。
2）观察瓶子中的气球是否可以塞满，并观察其变化。
实验原理：通过向瓶子中注入空气，使瓶子内的压力增大，从而有助于将气球塞满。
3.菜叶吸水实验目的：观察植物的吸水现象所需材料：切好的青菜叶片；透明杯子；水实验步骤：1）准备一杯水，放入青菜叶片。
2）观察叶片的变化，看看叶子会吸收水分。
实验原理：植物通过根部吸收水分，并通过蒸腾作用使水分流动到叶子上，实验可以让孩子们观察到植物吸水现象。
4.岩盐生长实验目的：了解岩盐的结晶过程所需材料：岩盐；透明容器；热水；线实验步骤：1）在透明容器中加入热水，搅拌溶解岩盐。
2）将线折成U型，一端放入容器中，另一端固定在容器外。
3）静置一段时间，观察盐结晶的过程。
实验原理：当热水溶解岩盐时，溶液中的盐逐渐结晶，通过线的引导可以观察到结晶现象。
通过这些实验案例，幼儿园的小朋友可以感受到科学的乐趣和惊奇，培养他们的观察力和动手能力。
同时，通过科学探索，也可以启发他们对科学的兴趣，为今后的学习打下基础。
2000255864
青年科学世界奇谜走进奇幻世界假如把一枚锈迹斑斑的金属币放进金字塔,不久,就会变得金光灿灿;假如把一杯鲜奶放进金字塔,24小时后,它仍然鲜美清新;如果你头痛、牙痛,到金字塔里去吧,1小时后,就会消肿止痛,如释重负;如果你神经衰弱,疲惫不堪,到金宇塔里去吧,几分钟或几小时后,你就会精神焕发,气力倍增……蜚声欧美各国的所谓“金字塔能”,说的是金字塔形的构造物,其内部会产生一种无形的、特殊的能量。
据说,这种能量有着许多用途和奇特的功效。
塔内非常潮湿,尸体却不腐烂有关金字塔神力的发现,可溯及至上世纪初。
热衷于超自然科学的法国人安东尼博维于1930年前往埃及,在参观了吉萨金字塔群落后,他提出大金塔的形状非同一般,由此,又为金字塔神秘论增添了新的内容。
博维在参观金字塔时进入了“国王墓室”,不经意地往当成垃圾箱的罐子里一看,发现里面竟放着猫和老鼠的尸体。
当时他想,这些动物大概是因为在金字塔内迷路后死亡,并被丢在垃圾罐中的吧!可是,他随即又注意到一种奇怪的现象:尽管墓室中非常潮湿,但猫和老鼠的尸体却未腐烂。
这么说,这些动物不就和木乃伊一样干透了吗?难道墓室具有能使物质脱水的神力吗?博维认为这种现象应该是和大金字塔的几何学图形有关,于是在返国后,他立即用硬纸板做了一个底边0.9公尺的大金字塔的模型。
并将其4个方位配合上东西南北的方向,再将猫的尸体放在距底部3高度处。
结果他发现过了数日,猫的尸体竟然变成了木乃伊。
接着,他又用肉片及蛋等加以实验,结果确认不论放入什么都不会腐烂。
于是,他发表了有关他对“金字塔神力”的研究结果。
剃须刀片放在金字塔模型内,没变钝反而变得更锋利原捷克斯洛伐克的一名无线电技师、放射学专家卡尔德鲍尔得知博维在小型金字塔中做的实验后,于年开始对食品、花朵和动物尸体进行试验。
德鲍尔用3毫米厚的马粪纸,按胡夫金字塔的比例,做了几个30厘米高的模型。
结果他惊讶地发现,放在模型内的牛肉、羊肉、鸡蛋、花朵、死青蛙、壁虎等果然不腐。
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小世界实验及其惊奇
小世界问题
•S. Milgram（1967）
–现象：俗语 “My it's a small world.”
–问题：两个互不相识的人，如果想认识，中间需要经过几个人 –意义：a certain mathematical structure in society
–假设：
•由于每个人都有熟人，熟人之间没有芥蒂，可以交往，故，不曾有连接的两个人之间，如果要建立连接，中间人的数量应该不多
•每个人的确都有熟人，不过，不同类型或阶层熟人之间，不会有交往，故，不曾有连接的两个人之间，不可能建立连接
•S. Milgram（1967）
–设计
•选择一个随机起点，观察需要经过多少个中间人，
能够到达目标点
资料来源：Milgram 1967–规则
•参与者只能将信件转发给能直呼其名的熟人，并请他继续转发；如果一个参与者不认识目标收信人，则他不能直接将信寄给他；
•参与者需力争让信件能尽早达到目的地
•第一次：从Kansas的Wichita到哈佛大学神学院某学生的妻子
•第二次：从Nebraska的Omaha到Boston的Shanron的股票经纪人Jeffrey T ravers
“实验”
•S. Milgram（1967）
–结果
•平均中间人数：5
资料来源：Milgram 1967
“实验”带来的惊奇
小世界现象
•小世界问题
–在Milgram的研究之前，人们感觉到世界很小，却没有证据 •MIT的师生试图证明这一点，不过，没有结果
•来自Harvard的Milgram，用信件传递，得到了一个平均数
•小世界现象
–Milgram的研究证明
•世界是小的（六度分隔）；社会网络中包含丰富的短路径 •“自动寻找”短路径；“有意识的转发”能“自动地”找到这些短路径
•为什么社会网络具有这样的性质？它们源于社会网络的哪些
基本原理？
•能否依据社会网络的某些基本原理，构建出反映这种性质的网络模型？
•一项试图证明“世界是小的”简单研究，提示了或许在人际之间，的确存在着某种数学结构。