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MichelsonMorley实验可解释性与弯曲电磁波物质基础探索

Michelson-Morley实验的可解释性

与

弯曲电磁波物质基础探索

—— 理性重构电磁场理论体系形式逻辑分析之五

杨本洛

上海交通大学自然科学基础研究组，上海 200240

Email: blyang@https://www.docsj.com/doc/af15670297.html,

摘要：本文首先逻辑地指出Michelson-Morley实验是可解释的、甚至只是一个平庸的结果；进而揭示呈现弯曲电磁波的物质基础，并试图为其构造一个初步的一般数学模型；最后适度地讨论对于一切自然科学陈述永远不可缺省的实体论基础和逻辑原则问题。

关键词： Michelson-Morley实验，可解释性，物质基础，弯曲迹线，实体论，逻辑

1. 引言

面对无穷无尽、充满差异和复杂性、自存的物质世界，人类永远不可能真正说出比大自然本身更多的东西。只要在大自然中真实存在，那么，这种存在必然就是合理的，无需也不可能由人类为其提供存在的理由。因此，关于一切物理真实必需的“可解释性”原则，本质上全部寓于相关物理学陈述的“逻辑相容性”之中：物理学陈述与被描述理想化物质对象之间的严格逻辑一致性；不同物理学陈述之间的严格无矛盾性。反过来说，如果我们的物理学陈述是真正合理的，那么，这个陈述必须保持逻辑相容或满足无矛盾要求，相应也能够自然地体现一切科学陈述必须遵循的“可解释性”原则。

正因为此，一旦理性意识到Maxwell所构建的经典电磁场理论体系实际隐含若干逻辑不当，并且在一个相关形式表述系统得以重构，或者说Maxwell方程组数学上不可求解问题已经不再继续存在以后，人们必然相应拥有认识其它物理现象的理性分辨能力。事实上，自从Einstein1905年创造的“狭义相对论”诞生以来，人们对于这个充满“神奇”并且只允许建立在“直觉和顿悟”之上的陈述系统的争论就从来没有停止过。但是，摆脱这种无休无止争论的唯一合理途径，就是需要人们使用逻辑的武器，重新直面与电磁场理论体系密切相关，一个曾经长时间困扰19世纪末到20世纪初的科学世界但似乎已经被人们遗忘了的重大科学难题：Michelson-Morley实验展现的结果难道真的只允许被视为自然科学体系的一个“特例”或“反常”，注定无法满足自然科学陈述以“无矛盾性”为本质内涵的“可解释性”吗？如若不然，又怎样才能为这个特定的经验事实提供符合“可解释性”原则的逻辑依据呢？

其次，无论人们的主观意愿如何，人类的认识系统本质上呈现一种“相互关联、彼此制约”的整体状况。因此，作为如何为Michelson-Morley实验结果提供“理性解释”一个十分“自然”的后继命题是：人们同样需要认真地对待另一个本质上同样与电磁场理论体系密切相关，已经由21世纪初的科学世界郑重提出的关于“旋转物体会使时空扭曲（spinning mass distorts space-time）”的拖曳实验。[1]进一步说，假设人们可以接受、并且自然地认同20世纪末西方知识社会中发动“科学大战”的“科学卫士”们重新提出的科学诉求：在自然科学体系中，任何一个合理的科学陈述只允许建立在“实体论”基础之上。[2]那么，对于21世纪中每一个真正关注人类自然科学事业的人，不

得不需要进行严肃的思考。事实上，同样Einstein 创造的“广义相对论”，在形式表述和物理内涵两个方面与“狭义相对论”几乎没有任何联系。如果引用《McGraw-Hill 为了百科全书》中的说法，则是：[3]

除了名称之外，很难找到狭义相对论和广义相对论有什么共同之处。

但是，如果不考虑形式表述以及物理内涵的巨大差异，两种相对论在基本“哲学理念”上却如出一辙。这就是：两种“相对论”被习惯称之为“时空观”革命的同时，同属于“认识论”的范畴。对于两种“相对论”而言，它们同样试图依赖于“时空观”的认识革命，最终能“一劳永逸”地解释发生在物质世界中的所有一切。当然，这正是人们所熟知的Einstein “世界图（Word Picture ）”希望展现的本质内涵。但是，物质世界中呈现“电磁波弯曲迹线”现象，难道必须与声学场中为人们熟习的“弯曲声波迹线”具有本质差异，从而真的无法提供超越“意识形态”的“物质基础”吗？而且，如果必须接受和依赖“时空观”革命解释“电磁波弯曲迹线”现象，将其视之为时空弯曲“共性”特征的逻辑必然，那么，对于不同电磁场中可能呈现不同弯曲电磁波的不同“个性”特征，人们又如何做出具有“定量”意义的描述呢？

对于整个现代自然科学体系而言，如何准确认识整个“相对论”乃至它的“科学渊源、哲学基础和历史背景”无疑成为一个不容回避的重大命题，但是论述这个过分庞大的科学论题远远超出本文需要和可能讨论的范围。此处，仍然尽可能局限于电磁场理论的框架之内，并努力使用纯粹形式逻辑的工具，为19世纪末的“Michelson-Morley 实验”以及21世纪初“拖曳实验”的合理存在提供符合逻辑的物质基础，进而思考应该如何“定量描述”电磁波弯曲迹线的一般途径。[9, 10, 11]

2. 重新确认“微分关系式”和“代数关系式”的不同数学特征

人类的认识史有时会显得如此奇特甚至反常：尽管极其难得地发现某一个“复杂”物质世界的真实存在，并且，完全明白为了描述这个特定的物质存在必然需要相应使用几乎同样“复杂”的数学工具；但是，一方面由于面对太多暂时无法解决的数学困难，另一方面又由于解决实际问题的巨大需求和压力，往往又会重新拿起一些形式上“简单或素朴”的数学工具描述它们原本不可能描述的那些“复杂”现象。毋庸置疑，整个“相对论”需要论述的背景原来是电磁场；然而，Einstein 几乎从来没有真正提及Maxwell 最初构造的“微分方程组”，也从来没有认真探讨过这个特定数学表述的构造是否恰当以及如何求解的问题。这样，如果仅仅从这样一种“平凡理念（common sense ）”的角度思考，那么，不仅仅可以合理地相信：20世纪末和21世纪初的人们开始意识到Maxwell 方程组不可求解的问题，实际上正充分体现人类“认识进步”的逻辑必然；此外，还可以做出合理的推断：由于缺乏相关数学基础的支撑乃至现代计算机强大计算功能的帮助，要求一个世纪以前的科学工作者对这个问题形成理性判断恰恰是荒谬的，超越了那个时代人类“允许认识”的水平。

人们熟知，用以表现“狭义相对论”的全部形式基础，只是一个称之为“Lorentz 变换”并且无法表示为独立于坐标系的“张量表述形式”的代数式 2)/(11

c v ?=γ (1)

事实上，人们正真诚地期望可以无条件地使用这个代数式，用作构造用于描述整个物质世界的“世界图”的形式基础。与此同时，在“广义相对论”中，相关的形式表述基础则同样是定义于不同“抽象空间”之间的变换，只不过它们往往需要被嵌入更为抽象的“高维空间”而已。但是，对于任何一个稍熟习或较为透彻领会现代数学的研究者都明白，任何形式的抽象空间变换最终都在本质上归源于“代数变换”的范畴。因此，局限于此处需要讨论的只是“电磁场”的特定物理背景，并且，实际上需要面对最初使用的“微分方程”以及后来被异化了的“代数变换”两种完全不同“形式表述”方案的时候，仍然值得花费一定篇幅，讨论一个本来过分平凡的简单命题：认真思考“代数关系式”以及“微分关系式”的不同数学特征，重新确认这两种不同形式表述可能具有的不同表现能

力。1

毫无疑义，作为形形色色物质存在中的一种“理想化”形式，电磁场的几何特征以及物理特征都要复杂许多。而且，如果说Newton 力学所描述理想化粒子是“直观”的，那么，电磁场看上去几乎已经可以变成某种“似有似无”的虚幻。或许因为同样的道理，20世纪的主流科学社会面对长时间无法为量子力学提供恰当哲学基础的认识困惑时，甚至对“物质存在”本身再次提出否定。[4] 其实，针对人们已经看到“物质世界的存在形式无以穷尽”的真实，如果能够真正形成一种稳定的“理性”判断，那么，物质存在“客观性”的根本内涵仅仅在于对“主观意念”在逻辑上构造的完全否定。也就是说，物质存在的“真实性”根本寓于它的“客观性”之中，独立于不同研究者或观察者“主观意志”而存在。正如“X 光机”后面的人体成为“虚空”那样，对应于包括人的视力与听觉在内的不同“检测”仪器，物质存在可能呈现完全不同的“直观”表象。因此，根据逻辑并且仅仅根据逻辑，当人们强调自然科学研究必须严格遵循“物质第一性”原则的时候，本质上这并不是根据不同研究者的不同哲学信念的“自由”抉择，而仅仅是“逻辑和理性”的必然。正因为此，在形形色色的“约定论”以及“第一性原理”重新泛滥于现代科学世界，乃至某些职业科学家公然提倡“宗教情结”以掩饰人类认识中存在某些暂时困惑的时候，发动20世纪末“科学大战”的一批“科学卫士”们能够勇敢地站出来，重新捍卫自然科学必需的“实体论”基础以及坚持对“理性和逻辑”的诉求无疑具有极其重要的启示意义。[2]

几乎由于完全同样的原因，即自然科学必需满足的“无矛盾性”原则，对用以描述电磁场的数学工具的选择，本质上仍然不可能取决于不同研究者的不同主观意志，而逻辑地决定于被描述特定物质对象的自身。

事实上，对于通过“微分方程”和“代数方程”构造不同数学模型，它们各自具有完全不同的数学特征。17世纪中叶，Newton 通过“流数（fluxion ）”这个形象化的称谓，最早引入了“微分或导数”的概念。这样，凭借“流”明显蕴含的“动态变化”特征，生动揭示了“微分学”和“代数学”的重大差异。人们熟知，代数方程只可以描述某一个“特定现象”之中不同变量间一种“静止、不变”的“一一对应”的函数关系，例如

y x y x f a :),( (2)

但是，对于定义于某一个给定论域V 中的微分方程则不然。例如，如下所示的微分方程

V y x, x y y y f x y ∈=0),,,(:)(.

.. (3) 它所展示的并不是某一个特定的函数，而往往是许许多多“不同函数y (x )”随着自变量x 在定义域中进行某种任意“动态、变化”的过程之中，这些函数需要共同遵循的“共性”特征。当然，此处作为微分方程一种“一般性”的形式表述，式中的不同形式量只具有“一般”抽象意义。如果将此处所说的定义域V 认定为3维Euclid 空间R 3 中的某一个子空间V ，那么，允许自变量作任意变化的微分算子，则需要以“逻辑 —— 独立于研究者主观意志”的方式，代之以属于该定义域并且被本质地赋予特定“物质内涵”的梯度算子?，而对于同样被赋予“不变性”客观意义、属于该子空间中的任意张量函数Y (x )而言，相关微分方程的形式表述相应为

3,),,,(:)(R V ?∈=???Y x 0x Y Y Y F x Y (4)

此时，该微分方程所表现的本质上仍然不是某个“单独”张量函数，而仅仅显示某一类“特定函数

或许值得推荐人们认真读一读Einstein 于1922年，当“相对论”已如日中天时发表的一篇题为《我怎样发明相对论（How I created the theory of relativity ）》的短文，这是美国物理学会（American Institute of Physics ）于1985年出版的《物理学史（History of Physics ）》唯一选用的一篇Einstein 文章。在这篇文章中，Einstein 不仅再次中肯地告诫人们：需要承认相对性原理和光速不变原理作为两个基本概念之间处于“矛盾”之中的基本事实；而且，还以委婉的口气对电磁场的“物质性”提出具有实质意义的否定，从而将原本针对电磁场“个性特征”的讨论变换为对物质世界时空变换“共性特征”的揭示。

集合”需要“共同”遵循内在特征。显然，从形式逻辑的角度考虑，如果人们承认物质世界真实地存在形形色色的不同“物质存在”形式，同时承认同一物质存在又由于所处特定物质环境的不同又必然呈现不同的“物质运动”形式，那么，对于此处需要讨论的“物质场”而言，类似于式（2）这样的代数方程几乎毫无价值，只可能借助于式（4）这样的微分方程描述某一类“物质场”需要共同遵循的“共性”特征。

当然，如果还需要定量地描述某一类“物质场”之中，某一个特定“物质场”的运动学行为“个性”特征的时候，还需要相应提供与微分方程保持逻辑相容的定解条件（definite conditions ）。只是由它们共同构造一个“完整”数学模型，才可能在自变量x 和因变量Y 之间构造物理上具有确定意义的“一一对应”关系，即

3:),,,(R V cond. definite ?∈?

??=???Y x 0x Y Y Y F a (5) 这样，在微分方程能够大致刻画某一类物质对象的“共性”特征的同时，一个恰当数学物理模型中必需的“定解条件”则往往可以视为与某个“特定”物理现象相对应的“个性”特征。也正因为此，只有一个依赖于微分方程合理建立的数学物理模型，才可能逻辑地对应着物质世界中真实存在“生动活泼、丰富多彩、充满差异”的图像，允许用于表现同一理想化物质对象随着特定环境的不同或差异而展现的生动复杂局面。

事实上，以此处人们所关心的电磁场理论为例，只要如下所示由静止电荷所激发静电场的数学物理模型 30

021R V ?∈?????σ?=φ??ερε=φ??n (6) 以及关于由静止电流所激发静磁场的数学物理模型 3002220

1R V t c ?∈????

?????μ=×?×=??μ=??+×?×?j n J ΨΨΨΨ (7) 是恰当的，那么，随着给定电荷分布ρ和σ的以及给定电流分布J 和j 的不同，整个电磁场必然相应显示丰富多彩的特征。因此，对于一个携带“单位电荷”的带电粒子，由于如下所示的电磁作用力的作用

3)()(R V ?∈???φ

??=×?=x x E x B Ψ (8) 该带电粒子的运动必然呈现“弯曲”状况。并且，作为一个“同样必然但又过分素朴”的简单逻辑推论：一个初始运动状态完全相同的带电粒子在不同“源分布”所激发的不同电磁场中，自然呈现完全不同的运动轨迹；这样，对于彼此可能存在极大运动学表象差异却能借助于同一“微分方程”加以统一描述的带电粒子运动问题，在展现彼此完全不同的几何学“个性特征”的同时，实际上已经被逻辑地赋予了确定的“物质内涵”或自然科学必需的“实体论”基础。

总之，期望透过“形形色色、丰富多彩”的不同物理现象，构造某种必须具有特定的“物质内涵”或“实体论”基础、同时还应该拥有某种“定量预测”能力以及需要满足“逻辑相容性”要求的陈述系统，只可能是借助“微分关系式”构造的一个完整数学模型，相应显示蕴含于微分关系式

的一种“动态、变化、复杂”特征。反过来说，任何形式的代数方程，或者本质上仍然对应于“代数系统”范畴的“抽象空间”变换，在数学上无法承担描述“物质场”中可能真实发生一切物理实在的能力。

3. 理性解读Michelson-Morley实验的物质基础与重新确立电磁波的物质属性

对于任何一个诚实和严肃的科学工作者，当其努力探求和揭示经典理论可能存在的任何细微不足、不当乃至错误，并且以其作为最终解决某些认识中暂时困惑的思维基础的时候，这样的研究方法在本质上恰恰充分显示人类自然科学研究必然存在和必须遵循的“承继性”特征。关于物质世界的理性认识，永远只可能在“批评性的继承和承继性的批判”之中得以深化和发展，乃至完全逻辑地渊源于物质世界的无可终结而使人类对于物质世界的认识也无可终结。当然，也正因为这个几乎明显存在的浅显道理，无论是试图认同和捍卫自然科学体系中的某个经典理论，还是发现某个经典理论存在不足或错误以至于需要予以批判与修正，都必须首先化大力气真正读懂经典理论。其实，能真正读懂经典理论远不那么容易。

可以相信，绝大部分科学工作者都知道：在Newton经典力学诞生两个世纪以后，E. Mach再次打破禁忌，对这个理论体系提出了严厉批判。Newton力学只允许建立在“惯性系”之上。一方面，在Newton所说的“绝对空间”中，无穷多“惯性系”的存在，使得其在形式逻辑上明显处于“循环定义”之中；另一方面，同样由于无穷多“惯性系”的存在，使得物理学描述中的运动学状态失去了“客观性”意义，并且由于运动学状态不具“确定性”导致不同守恒定律隐含着逻辑悖论。事实上，整个Newton力学处于缺乏可靠逻辑基础的严重困境之中。但是，由于Mach提出的“思维经济原则”仍然只可能隶属于“主观唯心主义”的范畴，同样不可能真正解决Newton力学隐含逻辑悖论的问题。当然，这才是科学世界同样不可能接受Mach解决方案的根本原因。[7] 与大致了解“物理学史”的研究者大多熟习Mach批判不同，或许知道在Newton力学诞生之时的科学主流社会中已经出现巨大分歧情况的人并不多。为此，人们需要特别感谢20世纪后期一位著名学者S. Weinberg通过他的著述告诉人们一段现代自然科学史中或许鲜为人知的重要历史事实：同为“微积分”创始人的G. W. Leibniz曾经对Newton力学的“哲学思想”提出了尖锐的批判。

绝对空间，就其本性以及与任何外在事物的关系而言，它总是“同一”和“不动”的。

但是，Newton关于绝对空间的概念，曾经被他的劲敌Leibniz所拒绝。Leibniz争辩说：“与物质客体相分离的任何空间概念在哲学上都没有必要”。

十分遗憾，在20世纪末的“科学大战”中，坚定站在“科学卫士”一边，坚决支持他们重新提出自然科学必需“实体论”基础的支撑以及重新提出自然科学必须遵循“逻辑原则”的Weinberg，并没有形成一种真正理性的判断，认识到Leibniz批判的本质内涵只是体现一种“平凡、素朴”的唯物主义科学观，坚持自然科学必需的“实体论”基础。正因为此，Weinberg紧接着对Leibniz的批判提出严厉的反批评，指出

当然，这些高贵的形而上学家没有一个能够引入怎样发展动力学理论以代替Newton 理论的任何观念。

但是，Weinberg似乎并不懂得，由于他对Leibniz的批判空洞无物，只可能隶属于他所说的“形而上学”范畴。因此，Weinberg失去了如何根据一切自然科学陈述必需的“实体论”基础，解决Newton 力学由于运动学状态不具“客观性”意义而必然隐含“逻辑悖论”的机会。 [8]

需要着重指出，当现代科学世界几乎不再愿意提及“唯物主义”思想，而反复渲染形形色色“第一性原理”的时候，此处所说并非涉及哲学理念不同“信仰自由”的争论，而仅仅在于强调：对于描述“物质世界”的自然科学而言，根据逻辑也仅仅根据逻辑，必须首先将被描述的“物质对象”首先确定下来，并且，以这个特定物质对象作为构造相关科学陈述系统的唯一基础。在对待由于认识的历史局限性而几乎必然存在某些不足的经典理论的时候，为什么要么将其视为不容任何批判或一成不变的形而上学，要么割裂自然科学发展必然蕴含的“承继性”本质而容忍“约定论”的随意

杜撰呢？

人类永远不可能穷尽物质世界的真实。其实，只要理性地接受一切自然科学陈述必须具备的“实体论”基础，并且，认识到只是因为“实体论”基础的前提存在，必然为任何合理的科学陈述相应带来“制约”这样一种“辩证统一”科学观，那么，人们几乎可以立即断言：面对无穷无尽、充满差异的物质世界，用于描述某一种“特定”物质对象的科学陈述系统，必须逻辑地隶属于那个特定的物质对象，或者必须在形式上定义于由该特定物质对象所确定的特定几何空间之中。与Einstein 曾经提出一对不容变更“原时和钢尺（Proper time and rigid ruler ）”的概念，并且，将它们明确界定为时空度量的“统一基础”相比，Newton 将“时间和空间”视为自然科学陈述的“统一舞台”的观念没有任何根本差别，它们同样应该是“十分自然”和“无可非议”的。毫无疑义，统一不变的“时空度量基准”和同样统一不变的“时空舞台”概念，本质上隶属于“科学语言”的范畴。但是，科学语言范畴必需的“统一性”与“无歧义性”原则，并不逻辑地意味着只允许存在一把尺子、一座时钟和一个舞台，仅仅需要这些科学语言保持本质同一而已。因此，无论从朴素的唯物主义哲学理念还是从严格的逻辑相容性角度考虑，无需也不允许像Newton 那样，空泛地谈论或杜撰“与一切外在事物完全无关和统一绝对空间”这个完全虚妄的概念；相反，必须像Leibniz 指出的那样，将自然科学陈述与其描述的“特定”物质对象构成确定的逻辑关联。

当然，一旦真正领悟Leibniz 对Newton 所做“实体论”批判中蕴含的“逻辑”基础，而不再仅仅庸俗地视为纯粹“哲学主张”的分歧；并且，需要认真对待能够大体反映目前科学世界主流意识的《McGraw-Hill 物理百科全书》一书，曾经针对Newton 力学所做的如下批判

力是通过Newton 第二定律定义的。但是，Newton 本人没有感到很大困惑而逻辑上存在的矛盾是：在Newton 把第二定律陈述为某些物理量应该满足的关系时，他是应该从这些物理量的定义入手的；但是Newton 没有对不依赖于第二定律的质量和力做出前提性的定义。现在看来，最能避免逻辑地陷入困境的办法就是：在实质上把第二定律当成力的定义式。[3]

当然，如果还能够理性地注意到“力”必须逻辑地定义于“施力体和受力体”之间，那么，人们熟知的Newton 第二定律必须定义于与“物质对象”保持确定逻辑关联、并且被赋予某种特定“物质内涵”的几何空间之中 322R V dt

d m m ?∈==x a f (9) 例如，对于地球附近运动的物体而言，无需按照Mach 所说，但是几乎极大部分科学工作者都无法接受“思维经济原则”这种“人文化”的理念将其定义于地心系之中；相反，只是因为可以合理地略去地球以外其它星球的影响，所以此处的几何空间V 可以合理地界定为地球所张的几何空间，并且，相应逻辑地表述整个地球对这个“特定物质对象”施加于给定质点的作用力。

因此，人们同样可以逻辑地相信，正是由于近二个世纪前Newton 力学遗留的问题没有真正得到解决，Maxwell 几乎不可能理性地思考如何对他所构造的形式表述预设确定“定义域”这个前提性的命题。也就是说，在Maxwell 应《大不列颠百科全书》邀请为其编撰“电磁波”条目的时候，他脑海中那个作为传播“电磁扰动”基础的物质场，与Newton 力学杜撰的“统一绝对空间”几乎不可能有任何本质意义的差异。进一步说，充斥于“整个宇宙”的电磁场与“邻近地球”的特定地磁场，必须在“物理本质”上保持严格一致、然而，在具体“形式表述”以及相关“物理测量”又必然显示重大“个性差异”的两个不同概念。但是，和Newton 一样由于“直觉思维”的束缚，Maxwell 不可能对这两个“逻辑相容却又完全不同的概念”做出具有逻辑意义的区分，从而构造了“测量地磁场中电磁波传播速度与地球运动速度相关关系”一个逻辑上完全不当的实验命题。如果更为直观地说，在构造“Michelson-Morley 实验”这个特定“实验命题”之前，Maxwell 没有搞清楚：必须首先对“电磁波”赖以存在的“电磁场”做出具有形式意义的明确界定。

事实上，对照式（6, 7）所构造的恰当数学物理模型可知，在需要考虑地球上的确定电荷和电流分布共同激发的“地磁场”的时候，这个作为用以传播地球邻域“电磁波”物质基础的特定“电磁场”能够由如下所示的定解问题所描述

3000200R V earth ?∈?????????μ=×?×=??μ=×?×?σ?=φ??ερ=φ?ε?j

n J n ΨΨΨ (10)

显然，对于这个“特定”形式表述系统而言，如果按照人们的“习惯性”思维，需要相应构造一个表现“运动学状态”的恰当参照系，那么，这个恰当的参照系只可能建立在始终处于“运动中”的地球之上。等价地说，局限于这个“特定”的参照系，无需也无力表现地球的运动学状况。

考虑到电磁波被逻辑地界定为电磁场中电磁扰动的传播，因此，对于Michelson-Morley 实验中那个“特定”的电磁波速度c electromagnetic 而言，在逻辑上必须同样形式地定义由地球所张的那个“特定几何空间”之中，即

3..R V const c earth electromag ?∈= (11)

并且，在该式与式（10）之间保持严格的逻辑相容性：关于地球运动速度的描述超越了此处所构造形式系统可能表现的范围；与其一致，地磁场中电磁扰动的速度与地球的运动学状况没有任何逻辑关联。因此，Michelson-Morley 实验结果，与任何形式“物质场”中的“波动现象”没有丝毫本质差异，属于一个过分“自然和平凡”的简单实验结果；并且，电磁场中的电磁波拥有一切形式“波动现象”共同拥有的“波速不变性”抽象特征。这样，与一切“物质场”中的波动现象保持抽象同一，随着“电磁波”同样获得自己必需的“物质场”背景或得以存在的“物质”基础，一个曾经困惑19世纪末和20世纪初科学世界，Michelson-Morley 实验无法解释的问题已经不复存在。

不难看出，无论是式（9）重新为Newton 第二定律构造的“恰当（或者说为大量经验事实提供了逻辑依据）”形式表述，还是式（11）重新为Michelson-Morley 实验提供的合理诠释，它们在本质上只是将形式系统的定义域空间与该形式系统所描述特定物质对象建立确定的关联；或者说，只是体现和贯彻了Leibniz 批判Newton 力学时的基本思想：必须将形式系统明确地建立在一个特定物质对象之上。事实上，承认自然科学必需的“实体论”基础，正是包括Weinberg 在内、20世纪末发动“科学大战”的“科学卫士”重新倡导“唯物主义”的基本哲学理念。当然，或许值得更为人们关注的是：只有把“物质第一性”的科学理念真正付诸于自然科学研究的实践之中，才可能避免“逻辑悖论”的最终出现。

4．关于Michelson-Morley 实验“可解释性”问题若干“直观性”几何解释

原则上，不妨将以上讨论大致纳入“哲学思辨”基础之上纯粹“形式逻辑”分析的范畴。虽然，相关分析已经为Michelson-Morley 实验结果的“合理存在”提供了具有“严格和充分”意义的科学论证。但是，考虑到形形色色“约定论”的影响和干扰，人们往往更习惯于“直觉思维”模式，为此再补充若干相关更为直观的物理思考。

首先，由于式（10）所示的形式系统被逻辑地定义于由地球所张的几何空间V earth 之中，这个形式系统所定义的电磁场只可能刻画“地球内带电集合”的影响，无力表现地球外其它带电集合的实际影响。当然，从纯粹形式表述的角度考虑，似乎允许把其它星球的影响抽象折算到包容地球的任意空间域的边界上，但是这种做法实际上无法操作。另一方面，如果的确需要考虑太阳系电荷以及和电流分布的影响，那么，与这个特定电磁场相关的定解问题在形式表述上看起来并没有任何变

化。当然还可以说，为了满足科学陈述必需的“逻辑相容性”要求也不允许出现变化。但是，随着一个新的形式系统的“定义域”重新被逻辑地定义在由太阳所张的几何空间V sun 之中，不仅仅激发电磁场“电荷和电流”分布的实际“组成”发生变化，而且，由于在“太阳系”中的几何位置和运动学状态已经完全它们在“地心系”中的相应状态，激发电磁场的“源相”应被赋予完全不同的物理内涵。反过来讲，也正因为此，才不至于出现几乎所有严肃的电磁场理论著述往往需要作为一个“前提性命题”而提出，即曾经由Einstein 所指出“如果电荷和电流发生相对运动，需要将这个运动归结于其中一个物理实在却无法做出判断”的重大疑难。

或许可以合理地相信：对于Leibniz 最初提出“必须将形式系统的定义域空间与该形式系统所描述特定物质对象建立确定关联”的思想，这本来只是一个并不难接受的“素朴”理念。但是，为什么会出现Weinberg 指出的结果：近4个世纪来所有这样的努力一直没有能获得成功呢？一个最根本的问题在于：物质世界中“真实存在（表象直观）”的空间和几何学中“抽象意义（纯粹形式）”的空间属于两个不同的概念；但是，长期以来，人们把这样两个彼此关联然而却又完全不同的概念混淆了。如果从观察物理现象的“直观印象”出发，地球在太阳系中运动，因此地球包容于太阳系之中，进而似乎可以立即得到一个“必然”的逻辑推论

3sun earth R V V ?? (12)

也就是说，地球所张的几何空间V earth 必然包容于太阳所张几何空间V sun 之中。然而，这个看似不容置疑的推论恰恰属于几何学中一个完全错误的命题。人所共知：作为数学的一个主要分支，几何学的根本论题是研究物体的空间关系。由于地球在太阳系中运动，对应于不同时刻，作为几何实体的地球在太阳系中显示完全不同的几何关系。也就是说，在需要使用纯粹几何学语言的时候，处于不同时刻的地球相当于彼此完全不同的抽象几何实体。与其对应，仅仅对应于某一个特定时刻t 0，才允许在“几何上”构造或谈论如下所示的“包容”关系

30)(R V t V sun earth ?? (13)

也仅仅因为此，由于地球在太阳系中持续运动，地球对应于太阳所张几何空间中“无穷多个”抽象子空间。并且，随着参量时间t 的推延，地球在太阳系中的运动被赋予确定的“客观性”意义，不至于出现任何逻辑歧义。2

当然，同样因为此，对于地球上的某一个物体而言，它相对于地球呈现的运动学“表观”状态完全不同于同一物体在太阳系中的运动学“表观”状态。事实上，同一物体相对于地球的运动与相对于太阳的运动完全不可同日而语，彼此之间不可随意替代。因此，根据逻辑并且也仅仅需要根据逻辑，这同样是20世纪的科学世界虽然十分重视Mach 曾经对“Newton 力学隐含无穷多惯性系”提出的合理批判，但是，却明确拒绝Mach “思维经济原则”的缘故。或者说，人们无法接受仅仅因为地心系是描述物体运动学状态一个“最方便”的参照系，所以地心系就能够自然地成为一个“最合理”的参照系。[7]

其实，仍然只需要根据“最平凡和最一般”的形式逻辑：任何“属性（包括物体的运动学状态）”必需逻辑地从属于拥有这个特定属性的“逻辑主体”，否则，任何属性都因为“逻辑主体”的缺失而失去存在意义，那么，人们不难做出具有逻辑意义的推断：地球上物体相对于太阳所做运动的“表观”状态，如果分解为“地球相对于太阳”以及“物体相对于地球运动”两个不同的运动分量，那么，只有那个“物体相对于地球”的运动分量才可能真正逻辑地隶属于该给定物体自身。因此，并不因为一个特定物体随着参照系的不同“人为选择”而必然呈现无以穷尽的运动学表象，就否定物体运动学状态必须具备的“客观性”内涵；反过来说，自然科学研究者恰恰承担一种责任：需要从

2 几乎可以立即得到与其严格逻辑相容的另一个独立推论：即使根据现代几何学的观点，因为几何学只允许研究“确定”抽象空间之间的变换，无法刻画从某一个几何空间到另一个几何空间“实际经历”的具体历程，所以任何试图刻画“动态变化”过程形式表述必然超越纯粹几何学分析的范畴。

无以穷尽的不同“表观”运动学状态之中，寻找和确定那个仅仅逻辑地隶属于特定“物质对象”并且被赋予“客观性”内涵的运动学状态。当然，此处所述的一切，无论从哲学理念还是从形式逻辑的角度考虑，它们都根本相合于近4个世纪以前，Leibniz 指出“不允许将形式系统与形式系统所描述物质对象分割开来”的合理论断。

与此同时，在原则上人们总可以相信：即使只考虑式（10）所描述属于地球邻近空间域中的地磁场，但是，如果将形式系统直接建立在太阳系之中，考虑太阳系中所有星体对地球邻近空间域电磁状态存在的实际影响，进而，将不同时刻邻近地球的电磁场视为整个太阳系中的子域，相应表现随着地球在太阳系中所处位置的不同造成地磁场状态在时间域中的变化，那么，这样一种描述显然更为真实。此外，人们还可以进一步推测（相仿于Newton 最初提出的主张）：所论空间域越大、空间域包容的物质对象越多，相关的物理学描述也越是真实。但是，问题在于：这样一种追求无穷真实的期待永无止境，即使逻辑上允许，但是实际上也无以实现。反过来说，正因为这种追求无穷真实的愿望不可能实现，人们恰恰需要在自然科学研究中形成一种自觉意识：任何合理的科学陈述系统必须符合逻辑，否则由于矛盾而失去存在意义；但是，面对无穷无尽和充满差异的物质世界，任何有意义的科学陈述仍然只可能“条件存在”和仅仅具有“有限真实”的表现能力，切切不要凭借一孔之见、一念之得，就自欺地轻易妄言“无穷真理”这样的命题。

事实上，太阳系中众多星体离地球是如此遥远，以至于在测量和探讨地磁场中电磁现象的特定情况下，人们完全可以必须往往必须合理地略去这些星体“虽然真实存在然而相对不太重要”的影响。因此，针对Michelson-Morley 实验所构造的一个特定物理学实验命题，借助于式（10）所示数学物理模型而形式地定义于地球所张几何空间V earth 中的电磁场（φ, Ψ），必然相应存在由“逻辑隶属符号（<<）”表示的一个特定“逻辑隶属”关系

Earth <<φ),(Ψ (14)

也就是说，地磁场可以被合理地认作是地球上的电荷与电流分布所激发的电磁场，逻辑地隶属于地球。而且，在讨论“地磁场 —— 邻近地球空间域中的电磁场”时，即使需要考虑太阳系中其它星体的影响，仍然可以将它们视为“外作用”而不会对上述逻辑隶属关系形成否定。

或许可以相信，此处给出的逻辑隶属关系无疑过分简单，以至于几乎很少人会认真关注这个显然存在的简单事实。然而，在构造任何一个物理学陈述的时候，对该物理学陈述的“逻辑主体”做出前提性确认，恰恰是避免认识陷入紊乱的必要基础。反过来，正由于忽视这些“看似明白无误和过分简单”的逻辑前提，使得整个自然科学体系只能处于Leibniz 和Mach 曾经前后提出批判，本质上诱因于“无穷多惯性系”的无理存在而引起的“逻辑悖论”之中。

基于同样的道理，在需要重新理性认识Michelson-Morley 实验，努力为相关实验结果的合理存在提供必要的“实体论”基础时，仍然需要对实验所提“光速”中“光”的逻辑主体进一步做出具有确定逻辑意义的认定。根据现代物理学中为人们普遍接受的基本理念，此处所说的“光”就是电磁波。因此，在这个曾经让19-20世纪的整个科学世界困惑不解的物理学实验中，对于那个被测量的光速c 而言，仍然相应存在如下所示的特定逻辑隶属关系

earth c ),(Ψφ<< (15)

也就是说，在理解Michelson-Morley 实验所给出的结果以前，必须首先澄清一个前提性的逻辑隶属关系：Michelson 和Morley 测量的光速只允许逻辑地隶属于地球所激发的特定电磁场。

这样，随着Michelson-Morley 实验中“电磁波”的逻辑主体，以及作为“电磁扰动”必需“电磁场”物质背景的逻辑主体得以确定，那么，任何一个熟习“物质场”中“波动现象”一般性特征的研究者立刻明白：Michelson-Morley 实验展示的结果无疑过分平凡和简单，只不过展现一切“物质波”现象普遍存在的物理真实而已；反过来说，只因为Maxwell 最初犯了一个与Newton 完全相同的错误，忽视了“物理学陈述与特定物质对象逻辑关联”的确认，从而构造了一个错误的物理学

实验命题。

作为理性认识“波动现象”的科学启蒙知识，中学物理学课本为了纠正“表观直觉印象”造成的错觉，总要告诉年轻学生们这样一个事实：安静的池塘中由一块小石子激起的涟漪，并不是池塘中的水真的会随着浪花流向远方；只是池塘不同点处的水上下振动向外扩展时留下的一幅美丽的图案。当然，对于一个以相当高速度“平稳”运行列车中的一只小鱼缸，那个定义于地球上池塘里的水波速度同样可以适用；并且，还可以合理推测：几乎没有任何一个人会探究鱼缸中水波速度与列车运行速度之间的关系，因为，水波速度恰恰逻辑地定义于那个随着列车运动的“鱼缸中的水”之中。同样，如果认识到声波同样是“物质波”的一种形式，那么，任何一位置身于高速飞行飞机的乘客在相互交谈时，他们绝对不会提出类似“后座乘客与前座乘客讲话是否会出现声速不同”这样的荒唐问题。物质场上小扰动的传播速度即波速只能定义于物质场之上。物质场中的“波速”与作为物质场“整体”在一个包容它更大空间中的运动属于两个完全不同的概念，两者没有任何“运动学”意义上的逻辑关联。本质上，相对论为“光速不变原理”构造的三个特定内涵同样适用于一切波动现象。当然，任何一个聪明的中学生如果真正懂得教科书为什么把“波速”定义为“波”得以传递的“媒质”的“物性参数”的原因，那么，他一定会对职业科学家针对“超光速、亚光速是否真实存在”的问题争论不休而大惑不解：既然波速是物性参数，那么，随着电磁场“电磁学”状态的不同，为什么光速必须严格同一呢？

与物质场中的所有波动现象保持抽象一致，光速作为电磁场中小扰动的传播速度，可以并且必须与激发该电磁场的带电物质集合的运动状况完全无关。如果说光波和水波、声波相比真的有所不同，那么，仅仅在于传递水波声波的“物质载体”属于“有质、有形”的物质实在，相关物理学特性容易让人们直接形成较为直观的理性判断，而传递光波的电磁场对应于“无质、无形”的物理实在，因而相关的物理学属性则表现得较为抽象而已。

5. 电磁波呈现弯曲迹线的平凡真实性及其物质背景

如果面对的是一个“有质、有形”从而相应被赋予“可视性”的带电粒子，当它在式（6, 7, 8）共同构造的一个恒定“电磁场背景”中运动的时候，人们可以立即断言：该带电粒子的运动学状况一定十分复杂，如果这个有形粒子能够以“直线状”方式运动，只能被视为若干“特定条件”下出现的特例；相反，如果该带电粒子在其运动过程中处处呈现“弯曲状”的运动形式，需要被视为一个极为平常的简单事实。因此，对于这样一种呈现任意形式运动的“一般性”特征，可以将其形式地定义为

3),(),(R V particle ?∈φa v a Ψ (16)

该形式表述逻辑地指出：电磁场中带电粒子的运动速度v 和角速度a 同样需要视为给定空间域V 中的分布，人们没有理由要求这个带电粒子以某一个固定不变的方向运动。

当然，某个物质场中由于小扰动而引起“物质场状态”的变化，以及这种物质场自身状态变化在给定空间域中出现的“传播”过程，完全不同于另一个“物理实在（如上述的带电粒子）”在物质场中所做的“独立”运动。尽管如此，在讨论“物质波”传递时，依然不能把采取“直线传播”方式的波界定为一种“必然、正常和无条件存在”的普遍形式。乃至不妨“直观”地推测：如果任何形式物质波赖以存在的物质场背景自身处于一般的“不均匀”状态，那么，在这个不均匀物质场中的物质波不可能以直线状传播。

需要注意，平静池塘中水波的“波前”看起来总是以“直线”方式传播，本质上是由于在“池塘表面”不同几何位置处“水 —— 波动现象的载体”彼此之间的物理学状态没有任何差异的缘故。但是，如果需要考虑海洋深处某个扰动源激发的波动现象，而且还需要考虑质量密度随着深度变化的时候，人们熟知：此时的波迹必然呈现“弯曲”状况。事实上，在“声学理论”中，对于“声波场 —— 以宏观物质作为媒质和以压力变化作为扰动源的波动场”的问题，如果宏观物质场自身处

于“不均匀”状态，那么，研究不均匀宏观介质中“弯曲声迹（sound track ）”的研究一直成为这个理论体系中的一个重要命题。共性寓于个性之中；个性不允许违反共性。因此，只要承认电磁场属于物质场的一种、而电磁波同样是物质波，那么，立即可以做出符合逻辑的合理推断：只要承载电磁波的电磁场在空间域的分布是“不均匀”的，在这个不均匀电磁场中的“电磁波波迹”同样应该呈现“弯曲”状况。

其实，人们同样早已注意到不同光介质中的“折射”现象，以及穿越大气层时光线出现的形形色色“弯曲”状况。但是，本质上由于人们习惯于“物理实在”必然对应于“有质、有形”一种潜在的“直观”意识，难以真正理性地接受电磁场内蕴的“无质、无形”抽象特征，从而以一种“直觉”的方式将普遍存在“电磁波弯曲”现象归结为这些具有“可视性”物质介质：如此处所说的“光介质”和“大气”等。但是，如果真正意识到“电磁场”是一个“独立存在”的物理实在，或者说能够像许多现代物理学所指出：“需要把电磁场视为物质存在的一种独立形式从而与那些有形介质相区别”的理性认识，那么，所有这些与“光线弯曲”相关的物理现象本质上仍然可以、并且必须逻辑地归源于电磁场背景的“不均匀性”之上。

也就是说，在讨论非均匀电磁场中的电磁波时，只要在逻辑上真正把“无质、无形”的电磁场与激发电磁场的往往“有质、有形”的电磁介质严格区分开来的必要性，那么，原则上总能够合理地存在与式（16）保持抽象一致的“逻辑蕴含”关系

3),(R V track - wave curved ?∈φa Ψ (17)

也就是说，在“非均匀”的电磁场物质背景中，电磁波必然会自然地呈现弯曲迹线，并且该弯曲迹线依然逻辑地决定于电磁场的电磁状态本身，从而被相应赋予了属于自己的确定物质内涵。

至于在形式上如何才能恰当地表现弯曲波迹的几何特征，以及怎样将这个几何特征与电磁场的状态构造合理逻辑关联，则属于另一个需要进一步深入探讨的问题。但是，无论怎样，随着电磁波呈现弯曲现象被赋予属于自己的“实体论”基础，那么，已经无需依赖任何本质上只可能凭借形形色色人为“主观约定”或者所谓的“直觉和顿悟”而构造的“时空变换”而存在。而且，正如前面已经明确指出的那样，因为任何形式“抽象空间变换”的数学基础仍然隶属于“代数变换”的范畴，无力表现“物质场”中只可能借助于“微分方程模型”所表现一种远为复杂得多的几何特征。更何况，如果只允许凭借“时空变换”来解释不同形式“物质波”所呈现彼此之间完全不同“弯曲波迹”现象，那么，在逻辑上起码得为物质世界中几乎无以穷尽的“物质场”相应设定必须同样无以穷尽彼此完全不同的“时空变换”机制。如果真的是这样一种情景，一切“科学预测”相应失去了存在意义。3

6. 关于为弯曲波迹建立“一般性变分原理”的初步思考

出现于任何形式“非均匀”物质场中的“小扰动”传播，相应呈现“弯曲波迹”属于一种过分平常和自然的现象。事实上，人们不仅早已认识到这样平常现象的存在，还对这种普遍现象进行过许多相关的定量研究。

例如，相关经典理论在处理“声波迹线”时，往往直接将物质场的“弯曲波迹”形式地定义为“波速c ”的函数

3)(R V track - wave curved c ?∈x x a (18) 3 正如每一个实验物理学家都能明白无误和清晰意识到的简单理念，乃至Einstein 通过极其生动也十分朴素的方式，构造了一对“原时和钢尺”作为“时间和空间”度量一种“不变基准”时已经充分显示的那样，时间和空间本质上不过从事物理学实验时一个必需的“统一”工具而已。因为引入“观察者”而构造的某种特定测量规则，以及相应显示“时空变换”的某种“表象特征”，同样只能逻辑地属于那个特定的测量操作。在21世纪的相关文献中可以看到，Einstein 本人曾经不无调侃地自嘲：“自从数学家搞起相对论研究之后，我自己就不再懂它了。”（参见《中华读书报》95期名为“爱因斯坦与数学”的短文）如果联系到Einstein 曾经对量子力学做出的严格批判以及Kline 所描述现代数学的真实状况，每一个严肃的科学工作者理应需要努力使用逻辑的武器进行严肃的科学思考。

进而采取以一种较为直观的“几何”方式加以处理。其中，波速c 定义为物性参数，例如 v p C C p c /(2/1=γρ

γ= (19) 就是人们所熟知关于“理想气体”的“声速”方程。

其实，类似的处理方式同样出现在讨论“光波折射”现象的“古典光学”论述之中。但是，使用这样的方法讨论“真空中电磁波迹线弯曲”问题的前提是：首先需要类似于式（19）那样的“电磁波速”物性方程。人们可以相信：随着测量技术的不断发展，在物理上一定能够为“真空中电磁波波速方程”构造必需经验事实基础。但是，按照式（18）所示，从已知“波速”出发推测“波迹弯曲”状况的“几何分析”方法只能处理某些简单的特殊现象，不具处理一般性问题的能力。与此同时，人们熟知：P. Fermat 早于建立Newton 力学的差不多同时，已经提出以他名字命名的著名Fermat 原理

∫∫==B

A B A cdt nds ?:min (20) 该式表示：在A 和B 两个给定点之间，通过折射率n 表示的“光程Δ最短”的路径对应于光线“真实传递”的路径。从Fermat 原理出发可以构造古典光学中一系列的重要公式，这个建立在“变分原理”之上的形式表述无疑更具一般性意义。

但是，Fermat 原理只允许视为一种“经验性”表述，而且仍然直接依赖于不同光介质中光速c 的实验结果。因此，在需要考察“真空中电磁波传播”现象时，可以从对整个理论物理更具一般性意义的“最小作用原理”出发，相应构造一个能够普遍用于描述“非均匀电磁场中电磁波弯曲迹线传播”的一般性变分原理

∫=B

A wds W :min (21) 式中，w 为任意电磁场一点处，因电磁扰动而引起的功率耗损。因此，该式表示：在电磁场中与“功率消耗W 最小”相对应的那个特定迹线，才可能是电磁波真实存在的传播迹线。人们总可以相信：对于“自存”的物质世界而言，在一切“允许存在”的运动形式中，必然会独立于人们的意志，选择一种“最有效”方式实现属于“物质世界”自身的运动。正因为此，理论物理中普遍适用的“最小作用原理”并不属于“主观认定”范畴，相反，恰恰与“自存”物质世界独立于研究者“主观认定”的“客观性”规律严格一致。

参考文献

[1] Neil Ashby, Frame-dragging confirmed, Nature V ol. 431, 2004, 10

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[5] M ? 克莱因著，李宏魁译，数学：确定性的丧失，湖南科学技术出版社，长沙，2004

[6] M ? 克莱因著，张理京等译，古今数学思想，上海科学技术出版社，上海，2002

[7] （日）汤川秀树，周成民，方丹群译，经典物理学，科学出版社，北京，1986

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理和应用，科学出版社，北京，1980

[9] 杨本洛，自然哲学基础分析 —— “相对论”的哲学和数学反思，上海交通大学出版社，上海，

2001

[10] 杨本洛，自然科学体系梳理，上海交通大学出版社，上海，2005

[11]杨本洛，量子力学形式逻辑和物质基础探析——现代自然科学基础的哲学和数学反思，上海

交通大学出版社，上海，2006

Interpretability of Michelson-Morley experiment and research on the material base to present curve electromagnetic wave

— The fifth part of formal-logic study about rationally rebuilding electromagnetic theory

Yang Benluo

Natural Science Foundation Research Group, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China

Email: blyang@https://www.docsj.com/doc/af15670297.html,

Abstract: This paper logically pointed out the results of Michelson-Morley experience to be interpretable and even trivial. Then, this paper reveals the material background to present curved wave-track and tries to construct an initial general mathematical model. And, both the realism base and logic principle ever indispensable for every natural science statement are moderately discussed in the final.

Key words: Michelson-Morley experience, interpretability, material base, cured wave-track, realism, logic

生理学习题及答案(完整版)

细胞一、名词解释神经调节体液调节（全身性体液调节局部性体液调节）自身调节正反馈负反馈单纯扩散易化扩散主动转运阈强度阈电位静息电位动作电位局部兴奋极化去极化超极化复极化兴奋－收缩耦联（不）完全强直收缩二、问答题 1、试述细胞膜转运物质的主要形式。 2、试述静息电位、动作电位的概念及其产生的机制。 3、试述骨骼肌肌丝滑行的基本过程。 4、试述骨骼肌兴奋－收缩耦联的过程。答案一、名词解释神经调节：是指通过神经系统的活动实现对机体各部的功能调节体液调节：是指体内的一些细胞产生并分泌的化学物质（激素、生物活性物质、代谢产物）通过体液对机体功能的调节通常将激素通过血液循环到全身各处发挥作用称为全身性体液调节；而组织、细胞产生的乳酸、组织胺等化学物质及代谢产物经过局部体液扩散所发挥的作用，称为局部体液调节自身调节：是指某些组织、细胞自身也能对周围环境变化发生适应性的反应，这种反应并不依赖于神经或体液因素的作用，而是组织、细

胞本身的生理特性正反馈：是指受控部分发出的反馈信息，通过反馈联系到达控制部分后，促进或上调了控制部分的活动负反馈：是指受控部分发出的反馈信息通过反馈联系到达控制部分后，使控制部分的活动向其原活动相反的方向变化单纯扩散：细胞内外液中的脂溶性的溶质分子，不耗能、顺浓度差直接跨膜转运，如：氧气、二氧化碳等脂溶性物质易化扩散：体内有些物质虽不溶于脂质或在脂质中的溶解度很小，不能直接跨膜转运，但它们在胞膜结构中特殊蛋白质的协助下，也能从膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动扩散，这种转运形式称为易化扩散主动转运：细胞膜通过本身的某种耗能过程将某些小分子物质或离子逆浓度差或电位差进行的转运过程阀强度：也称阀值，即在刺激作用时间和强度—时间变化率固定不变的条件下，能引起组织细胞兴奋所需的最小刺激强度阀电位：当膜电位去极化到某一临界值，膜上的钠通道突然大量开放，钠离子大量内流而产生动作电位，膜电位的这个临界值称为阀电位静息电位：是指细胞在未受刺激时（静息状态下）存在于胞膜内、外两侧的电位差动作电位：在原有静息电位的基础上，如果胞膜受到一个适当的刺激，其膜电位会发生一次迅速的、短暂的、可扩布性的电位波动，这种膜电位的波动称为动作电位局部兴奋：当胞膜受到较弱刺激时，受刺激局部胞膜的少量钠离子通

实验生理探索性试验教学文案

实验生理探索性试验

探讨多种降压药对咖啡因所引起的高血压降压效果的比较作者: 摘要：研究表明，摄入咖啡因后，其中的甲基黄嘌呤会使血压持续增高，血压的增高与心脏病的发生率有极大的关系，因此，研究降压药对咖啡因所引起的高血压降压效果是很有必要的，本文在于探讨当今市面上几种降压药对于咖啡因所引起的高血压降压效果的比较。前言：饮用含有咖啡因的饮料已遍及全球，大多数西方国家如美、英、法，习惯喝咖啡，大多数东方国家，如中、印、日，习惯喝茶，还有一些国家喜欢饮用少量咖啡因的可可，但是近年来人们发现，咖啡因对人体有有害的作用，摄入咖啡因后，其中的甲基黄嘌呤会使血压持续增高的调查表明，在24个国家中，咖啡因每年人均消耗量与致命的缺血性心脏病的发生率有极大的相关。本实验的目的是探讨市面上几种降压药对咖啡因所引起的高血压降压效果的比较，以使更好的指导临床上对于此类病人的用药。实验对象：家兔实验器材和药品：

家兔、手术台、浦乳类动物手术器械、BL-420F系统、细塑料插管、动脉夹、双凹夹、铁架台、10ml 注射器、2ml 注射器、有色丝线、1% 戊巴比妥钠、1000u/ml肝素、0.002%异丙肾上腺素、 0.002%硝苯地平、0.002%卡托普利、0.1%咖啡因实验步骤： 1.手术 (1)麻醉：动物称重后，用1%戊巴比妥钠2.5～3.0ml/kg或20%氨基甲酸乙酯5ml/kg由兔耳缘静脉缓慢注入，注射过程中注意观察动物肌张力、呼吸频率及角膜反射的变化，防止麻醉过深。 (2)动物固定：将麻醉好的动物仰卧位固定于兔手术台上。 (3)插气管插管及分离颈部血管：用水抹湿颈部毛发并将毛发剪至装有水的瓷碗中，沿中线剪开皮肤5～7 cm，钝性分离皮下组织和浅层肌肉。暴露气管，在气管下穿一条粗丝线，用剪刀在气管壁上作一倒T形切口，插入气管插管，结扎固定。将切口边缘的皮肤及皮下肌肉组织向外侧拉开。分离左侧的颈总动脉，穿丝线备用。2．连接将压力换能器插头连接至BL系统的第1通道，换能器接二个三通开关及动脉插管，压力腔内充满肝素液并排除全部气泡！排气后二个三通的开关处在关的位置。 3．软件操作开机并启动BL-420F实验系统。（1）选“实验项目”中“循环实验”的“兔动脉血压的调节”。

探索性实验课件--探索实验注意事项

2012级探索实验注意事项（请认真阅读！）一、实验开题 1、探索实验开题后需上交班上各组《课题申请书》电子板。 2、把各组的实验动物计划表汇总、打印并由指导老师签名后上交电子版及纸质版。 3、用Excel分类汇总班上所需的实验室代购生化试剂盒（注明具体用途，如用于血液或组织的测定）、自购的药品（中药、西药）、常用试剂、仪器设备及器械并上交电子版。以上表格要求12月10日前提交。二、关于实验试剂 1、实验室代购生化试剂盒。如需自购实验药品、用品等，则每组费用不能超过200元。 2、自购的药物、用品发票抬头写“中山大学”，发票内容具体写清楚药品用品名称，发票后面必须有班级、学生签名、电话、探索实验题目。特别注意：药品最好在广东省内购买，发票必须提供汇款凭证，否则无效！ 3、与实验相关的试剂盒 4、其它实验室可免费提供的常用试剂（不计入每组经费！）一般常用试剂（如苦味酸、无水乙醇、冰醋酸、甲醛、氯化钠、肝素、乙酰胆碱、阿托品、普鲁卡因、乌来糖等）由实验室统一提供。三、实验动物领取按申请日期在何母楼6楼大厅领取。大鼠5只/每笼，小鼠10只/每笼；领回的动物需挂牌登记（标明班级、姓名、手机）后放入教学实验动物暂养房的各层架子上。 1、动物领取时间：另行通知。 2、动物存放地点：何母楼610房。四、手术器械、仪器的领取在负责的技术老师带领指导下领取。手术器械、仪器当天用完后当即归还。若借用特殊器械，如灌胃针、微量注射器等，要在“借用登记本”上登记并保证用后立即回还。五、行为学仪器使用申请流程如有用到行为学实验室仪器，请各班班长将相关小组组长校园卡收集后，并将相关电子版信息（班级、姓名等）打印后，到动物实验大楼3楼办公室邱灿华老师（87330026）开通所需门禁权限。

生理学实验思考题答案

6骨骼肌收缩的总和与强直收缩 1、分析肌肉发生收缩总和的条件与机制。条件：后一次刺激落入前一次刺激的收缩期内。机制：若后一次刺激落入前一次刺激的绝对不应期内，则不会有动作电位产生，所以不会产生二次收缩的任何反应，若后一刺激落入前一刺激的相对不应期内，会产生一次较弱的二次兴奋，致使终池释放较多的Ca+从而产生一次较强的肌肉收缩。 2、分析讨论不完全强直收缩和完全强直收缩的条件与机制。当一串刺激作用于肌肉时，若后一刺激落入前一刺激的舒张期内，则会使肌肉再一次收缩后，还未完全舒张就发生另一次收缩，此谓不完全强直收缩。后一次刺激（如果频率足够高时，也可能是后几次刺激）落入前一次刺激的收缩期内，则前后的刺激产生的收缩发生融合，使得肌肉的收缩力显著增大并持续表现为收缩状态，从而产生强直收缩。 3、何为临界融合刺激频率？指产生不完全强直收缩的刺激频率与产生完全强直收缩的刺激频率的分界频率。 4、本实验表明骨骼肌的那些生理特性？试说明其生理意义？答：当骨骼肌在收到足够靠近的刺激时会发生收缩的融合。若为一串刺激，如果频率足够高则会发生强直收缩。当肌肉发生强直收缩时，肌肉的收缩力度会显著增加，而且能在不破坏肌肉生理功能的前提下持续一段时间。这就为机体的持续运动，以及持续发力并保持一种用力姿态提供了实现的前提。神经干复合动作电位的记录与观察 1、神经干动作电位的图形为什么不是“全或无”的？一条神经干中有无数条神经纤维，每条神经纤维的直径和长度不同，膜特性也不完全一样，故兴奋性不同、阈值各异，而本实验记录到的双相动作电位是神经干中各条神经纤维动作电位的复合表现。故神经干没有确定的阈值。因此，神经干动作电位不会有“全或无”的特征。 2、你测量出来的神经干复合动作电位为什么与细胞内记录的不一样。同一题，神经干复合动作电位是许多条神经纤维的复合电位表现，因此与单个细胞内记录的不同。 3、神经干的动作电位为什么是双相的？在两个引导电极之间损伤标本后，为什么动作电位变为单相？单相（上相）的动作电位形状与双相（有下相）有何不同？为什么？因为动作电位是由两电极的电位差计算出的。当去极化的电位传到第一个电极时，显示电位差是正的，当传导第二个电极时，第一个电极处电位回复，二者相减就变为负的。故动作电位是双相。损伤标本后动作电位传不到第二电极，故只显示正相动作电位。单相动作电位的区间较双相动作电位得上相部分要短，因为在两电极之间动作电位就已经停止。 4、神经干的动作电位的上、下图形的幅值和波宽为什么不对称？在剥离蟾蜍的坐骨神经时，某些神经被切断导致神经干的直径不等，传导动作电位的神经的数目在不断改变，所以造成其幅值和波宽的不对称。 5、如果将神经干标本的末梢端置于刺激电极一侧，从中枢端引导动作电位，图形将发生什么样的变化？为什么？图形的幅度会变小但是相位不会发生变化，因为神经的末梢端神经纤维数较中枢端少，而且在两个神经元相接的地方只能单相传导兴奋，故若在末梢端刺激在中枢端引导幅值

化学实验室常识基础练习题及答案

化学实验室常识知识点复习 1、化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础科学。 2、我国劳动人民商代会制造青铜器，春秋战国时会炼铁、炼钢。 3、绿色化学-----环境友好化学 (化合反应符合绿色化学反应) ①四特点P6（原料、条件、零排放、产品）②核心：利用化学原理从源头消除污染 4、蜡烛燃烧实验（描述现象时不可出现产物名称）（1）火焰：焰心、内焰（最明亮）、外焰（温度最高）（2）比较各火焰层温度：用一火柴梗平放入火焰中。现象：两端先碳化；结论：外焰温度最高（3）检验产物 H2O：用干冷烧杯罩火焰上方，烧杯内有水雾 CO2：取下烧杯，倒入澄清石灰水，振荡，变浑浊（4）熄灭后：有白烟（为石蜡蒸气），点燃白烟，蜡烛复燃 5、吸入空气与呼出气体的比较结论：与吸入空气相比，呼出气体中O2的量减少，CO2和H2O的量增多（吸入空气与呼出气体成分是相同的） 6、学习化学的重要途径——科学探究一般步骤：提出问题→猜想与假设→设计实验→实验验证→记录与结论→反思与评价化学学习的特点：关注物质的性质、变化、变化过程及其现象； 7、化学实验（化学是一门以实验为基础的科学）一、常用仪器及使用方法（一）用于加热的仪器－－试管、烧杯、烧瓶、蒸发皿、锥形瓶可以直接加热的仪器是－－试管、蒸发皿、燃烧匙只能间接加热的仪器是－－烧杯、烧瓶、锥形瓶（垫石棉网—受热均匀）可用于固体加热的仪器是－－试管、蒸发皿

可用于液体加热的仪器是－－试管、烧杯、蒸发皿、烧瓶、锥形瓶不可加热的仪器——量筒、漏斗、集气瓶（二）测容器－－量筒量取液体体积时，量筒必须放平稳。视线与刻度线及量筒内液体凹液面的最低点保持水平。量筒不能用来加热，不能用作反应容器。量程为10毫升的量筒，一般只能读到0.1毫升。（三）称量器－－托盘天平（用于粗略的称量，一般能精确到0.1克。）注意点：（1）先调整零点（2）称量物和砝码的位置为“左物右码”。（3）称量物不能直接放在托盘上。一般药品称量时，在两边托盘中各放一张大小、质量相同的纸，在纸上称量。潮湿的或具有腐蚀性的药品（如氢氧化钠），放在加盖的玻璃器皿（如小烧杯、表面皿）中称量。（4）砝码用镊子夹取。添加砝码时，先加质量大的砝码，后加质量小的砝码（先大后小）（5）称量结束后，应使游码归零。砝码放回砝码盒。（四）加热器皿－－酒精灯（1）酒精灯的使用要注意“三不”：①不可向燃着的酒精灯内添加酒精；②用火柴从侧面点燃酒精灯，不可用燃着的酒精灯直接点燃另一盏酒精灯；③熄灭酒精灯应用灯帽盖熄，不可吹熄。（2）酒精灯内的酒精量不可超过酒精灯容积的2/3也不应少于1/4。（3）酒精灯的火焰分为三层，外焰、内焰、焰心。用酒精灯的外焰加热物体。（4）如果酒精灯在燃烧时不慎翻倒，酒精在实验台上燃烧时，应及时用沙子盖灭或用湿抹布扑灭火焰，不能用水冲。（五）夹持器－－铁夹、试管夹铁夹夹持试管的位置应在试管口近1/3处。试管夹的长柄，不要把拇指按在短柄上。试管夹夹持试管时，应将试管夹从试管底部往上套；夹持部位在距试管口近1/3处；用手拿住（六）分离物质及加液的仪器－－漏斗、长颈漏斗过滤时，应使漏斗下端管口与承接烧杯内壁紧靠，以免滤液飞溅。长颈漏斗的下端管口要插入液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。

05 级八年制实验生理科学教学安排(100 人)

05级八年制实验生理科学教学安排（100人） 2008 年 2月 25日~2008 年 6月 27 日周日期星期实验内容班级实验室教师及职称技术员及职称 1 2．26 二 1-5 节 1．实验生理科学绪论 2．探索性实验动员 3．实验研究基本程序 4．常用的生物统计方法全体新教 405 林明栋副教授 1 703 王庭槐教授 2 707、709 臧颖讲师 3 603 魏绪红讲师 2 3．4 二 1-5 节 1．熟悉仪器 2．坐骨神经-腓肠肌标本制备 3．骨骼肌收缩形式 4 607、609 谈智讲师 1 703 王庭槐教授 2 707、709 臧颖讲师 3 603 魏绪红讲师 3 3．11 二 1-5 节 1．神经干阈强度测定及影响因素 2．神经动作电位传导速度测定 3．有效不应期测定 4 607、609 谈智讲师 1 703 王庭槐教授 2 707、709 臧颖讲师 3 603 魏绪红讲师 4 3．18 二 1-5 节 1．蛙心心电图 2．期前收缩与代偿间歇 3．蛙心收缩影响因素 3．蛙心起搏点的确定 4 607、609 庞瑞萍讲师 1 703 王庭槐教授 2 707、709 臧颖讲师 3 603 魏绪红讲师 5 3．25 二 1-5 节呼吸运动的调节及胸膜腔负压得测定 4 607、609 郭瑞鲜讲师 1 703 王庭槐教授 2 707、709 臧颖讲师 3 603 魏绪红讲师 6 4．1 二 1-5 节动脉血压的调节 4 607、609 向秋玲讲师林文健技师邱灿华技师周利君技师梁天文技师李晓君主管技师蓝秀健主管技师余剑平主管技师罗汉川副主任技师

CNAS实验室认可计划书

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一、实验室认可辅导流程准备阶段系统建立阶运行阶段认可阶段

二、实验室认可咨询服务内容我们服务于客户的整个认证认可过程，从质量体系的建立到取得证书，分阶段进行指导，现场工作日以实际工作需求而定。在对客户进行现场调研后，我们将针对客户的实际情况为客户量身定做工作计划，以确保咨询质量、提高咨询效率、缩短认可周期。我们为客户提供认证认可整套咨询服务，包括建立质量体系（质量手册、程序文件、三层次文件、四层次文件）；各项培训（贯标培训、内审员培训、不确定度培训、管理评审培训、审前培训等）；各环节指导（体系运行指导、内审指导、管理评审指导、审前指导等），直至客户通过认证认可评审后，我们继续为客户提供五年延伸服务，以保证客户质量管理体系持续、有效的运行，不断提高管理、技术水平。具体工作内容如下：1）实验室情况调研：由咨询师实地参观、调查实验室的总体情况，结合认可的要求提出实验室存在的现状突出问题，确立认可工作的总体思路和目标。 2）准则培训：通过全员参与认可标准的学习，理解认可工作的基本要求，明确认可准备工作的具体内容和工作方向，为认可工作的顺利进行做好思想总动员并奠定理论基础。 3）实验室管理体系设计：结合实验室的实际组织架构及实验室认可工作的基本要求，策划设计实验室的组织和管理机构，明确各部门和各岗位的分工，为实验室管理体

系有效运行提供组织保证。 4）编写实验室管理体系文件：实验室管理体系文件共有四个层次组成，第一、二层次文件由咨询师负责根据实验室情况完成初稿后，由实验室负责审查、修订；第三层次文件——作业指导书由实验室结合实际检测工作类型组织编写，咨询师可提供样本和指导；第四层次文件——质量和技术记录，其中的质量记录由咨询师提供样表，实验室结合实际情况进行修订，技术记录由实验室负责规划设计，咨询师进行指导。 5）管理体系运行资料填写：在咨询师的指导下，结合认可工作的总体时间进程，填写管理体系运行资料，确保满足认可准则的总体要求。 6）内审员培训：咨询师负责对内审员进行培训，明确内审的总体要求和基本技巧，提供内审员培训教材，培训后进行书面考核，合格者核发内审员资格证书。 7）实验室管理体系文件宣贯咨询师协助质量负责人进行实验室体系文件宣贯，确保实验室全体人员应按照体系要求开展认可的准备工作。 8）实验室管理体系内部审核：由质量负责人主持进行实验室管理体系内部审核，认真检查管理体系和检测活动的运行资料，找出存在的问题并与咨询师讨论确定不符合项，开出不符合项报告。咨询师指导质量负责人编写内部审核报告。 9）管理评审：

探索性实验的思考

探索性实验的思考 “创新是一个民族的灵魂”，在知识经济的社会中人的最重要的素质是创新能力。而物理是一门以观察和实验为基础的学科，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。因此在物理教学中，尤其是在实验教学中，通过实验激发学生的求知欲望，培养学生的能力，发展智力，特别在培养学生的观察能力、动手能力、创造能力、发散性思维及发挥个性、提高学生的整体素质方面有独特的作用。但是传统包办式的实验教学不利于学生创新能力的培养，探索性实验作为近年来崭露头角的一种新型实验，它在激发学生学习兴趣、训练动手操作能力，特别是在培养学生创造性思维能力方面有着很好的作用。我们对探索性实验的定义是：由教师给出实验课题，提供实验器材，提出实验要求，让学生自己拟定实验方案，制订实验步骤，独立地通过实验的观测和分析去探索研究，从而发现“新”的物理现象，并通过建立物理模型来解释实验现象，总结出他们原来并不知道的规律性认识的实验。探索性实验作为物理实验的一种形式，它既有别于测定性实验，又有别于一般的验证实验。探索性实验的目的在于使学生获得物理实验研究方法的训练，让学生接触探索、发明、发现的过程和方法。在探索发现的过程中，发展学生理性的、批判的思想方法，体验学者研究的苦衷和愉悦，培养他们的发现、探究能力。而要达到这种目的，首先要求教师树立正确会设计的指导思想。那么，探索性实验的设计应该该具备什么样的指导思想呢？瑞士心理学家皮亚杰的发生认识论理论可以给我们以很好的启示皮亚杰认为，人的行为具有一种定向性平衡。本来处于平衡状态的图式，由于人与事物的相互作用而破坏了平衡状态，出现了不平衡，为此，人再进行反应又恢复平衡，这种重新达到平衡状态的心理反应过程，称为平衡化。平衡化又可分为同化和顺应两种形式。同化

检测实验室基础知识汇总

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１、检验用水的要求分析检验中绝大多数的分析是对水溶液的分析检测,因此水是最常用的溶剂。在实验室中离不开蒸馏水或特殊用途的纯水,在未特殊注明的情况下，无论配制试剂用水，还是分析检验操作过程中加入的水,均为纯度能满足分析要求的蒸馏水或去离子水。蒸馏水可用普通的生活用水经蒸馏汽化冷凝制成，也可以用阴阳离子交换处理的方法制得。特殊项目的检验分析对水的纯度有特殊要求时,一般在检验方法中注明水的纯度要求和提纯处理的方法。为保证纯水的质量能符合分析工作的要求，对于所制备的每一批纯水，都必须进行质量检测。一般应达到以下标准: ①用电导仪测定的电导率小于或等于53０μs/cm（25℃)。 ②酸度呈中性或弱酸性,PＨ=5.0～7.5（25℃).可用精密ｐH试纸、酸度计测定，也可用如下指示剂法测定:在10 mｌ水中加入2~３滴1ｇ/L甲基红指示剂，摇匀呈黄色不带红色，则说明水的酸度合格，呈中性;或在１0ml水中加入４~５滴1g/L溴百里酚蓝指示剂,摇匀不呈蓝色,则说明水的酸度合格，呈中性。 ③无有机物和微生物污染。检测方法为：在100 ml水中加入2滴０.1g／L高锰酸钾溶液煮沸后仍为粉红色。 ④钙、镁等金属离子含量合格。检测方法为：在10mｌ水样中加入2 mｌ氨-氯化铵缓冲溶液(PH=10），2滴5ｇ/L铬黑Ｔ指示剂,摇匀。溶液呈蓝色表示水合格，如呈紫红色则表示水不合格。 ⑤氢离子含量合格。检测方法为：在10 ｍｌ水样中加入数滴硝酸，再加入4滴10g／L 的ＡｇNO３溶液,摇匀。溶液中无白色浑浊物表示水合格，如有白色浑浊物则表示水不合格。２、检验用试剂的要求化学试剂是符合一定质量要求标准的纯度较高的化学物质，它是分析工作的物质基础。试剂的纯度对分析检验很重要，它会影响到结果的准确性,试剂的纯度达不到分析检验的要求就不能得到准确的分析结果。能否正确选择、使用化学试剂，将直接影响到分析实验的成败、准确度的高低及实验的成本,因此，仪器使用人员必须充分了解化学试剂的性质、类别、用途与使用方面的知识。根据质量标准及用途的不同，化学试剂可大体分为标准试剂、普通试剂、高纯度试剂与专用试剂四类。 ①标准试剂标准试剂是用于衡量其他物质化学量的标准物质，通常由大型试剂厂生产，并严格按照国家标准进行检验,其特点是主体成分含量高而且准确可靠。

实验生理总结版

实验生理总结 Part I 1、实验与常用动物的选择，错误的是肿瘤实验研究———家兔（正确的是心脏生理实验———蟾蜍；半数致死量测定——小白鼠；抗炎药物实验——大白鼠；抗过敏药实验———豚鼠） 2、常用动物的给药方式中，操作简便而起效迅速的是静脉注射 3、常用器械的用法正确的是止血钳———分离神经周围结缔组织 4、“传出神经系统药物对动物血压的影响”的实验结果，正确的是乙酰胆碱——导致动物血压降低 5、实验设计分组时，阳性对照组是指典型同类药的组 6、P≤0.05统计分析结果可认为差异有显著性意义 7、在“氨在肝性脑病发病机制中的作用”实验中，操作项目及观察指标有复制“急性肝功能不全模型”；动物出现震颤、抽搐、昏迷 8、进行ED50 测定的实验与要求，正确的描述为1）预实验确定0～100%有效剂量范围 2）按一定比例逐级稀释配制药液浓度3）准确称小白鼠体重和确定给药量4）翻正反射与死亡为观察记录指标5）Bliss 法计算得计算报告和两个图形 9、压力换能器的使用，正确的是1）换能器联接动脉插管和仪器接口2）插管前进行排尽空气和调零操作3）可以描记血压或呼吸曲线和数据4）描记时换能器应与心脏同一水平 10、关于实验指标的选择，正确的是1）高血压选动脉血压值2）糖尿病选血糖和尿糖 3）心电图比脉搏数客观4）采用公认和可行方法5）计量资料实验效率高 11．在医学实验中用途广泛、经济的常用动物是：小鼠 12．关于计算机实时记录分析系统（BL410）的描述，正确的是（木有写答案，所以都写在这里）A．可直接记录压力和张力信号B．可进行记录信号的正确处理C．可以反复观察记录的信号D．主要用于离体实验的记录E．主要用于整体实验的记录 13．一个可行的探索性实验选题不必强求的是：有独立见解和创新性假说 14．压力换能器的使用，正确的是务必排尽压力腔内空气 15．在实验设计中处理因素是指：未知作用药物 16．探索性实验实施中最应该注意的事项是各种操作正确无误 17．科研实施中应该注意的事项包括1）用同一批号的药物（或试剂）2）用同一种种属和合格的动物3）实验测定装置和条什相同4）实验记录本由专人负责写5）实验论文严格依据结果写 18．关于本学科实验方面的描述，正确的是1）整体实验可观察减压反射2）动物模型可模拟病理生理3）离体实验无神经体液干扰4）仪器信噪音比大记录精确5）经常连续观察和记录指标 19．提高探索性实验论文质量的关键因素包括1）立项有大量文献基础2）假说符合科学的规律3）每项操作由专人负责4）论文结果有统计意义 20．科研设计的随机原则常考虑的因素包括：1）动物体重均匀2）动物雌雄各半3）动物种群相同4）活动状态相似 21．关于坐骨神经一腓肠肌的实验，正确的是刺激频率逐步加快 22．实验项目与处理因素的描述，正确的是半数有效量ED50 测定——实验药物 23.关于计算机实时记录分析系统（BL420）的描述，正确的是可直接记录电(心电图)信号 24．在传出神经系统药物对血压的影响的实验中，产生药物的协同作用的配对是毒扁豆碱与乙酰胆碱25．从220 页的LD50 计算报告中，可得到LD5 的数值为101.2 26．在本阶段学习中，实验实施中最应该注意的事项是（木有给答案）A．实验课的内容预习B．熟练掌握实验操作C. 随时观察记录结果D. 及时整理实验结果E．实验课的报告书写 27．相对来说，难于说明问题的实验对照形式是自身对照 28．关于实验操作方面的描述，正确的是1）小白鼠常用腹腔注射给药2）用颈总动脉插管法测血压3）用拉力换能器记录肌收缩 29．实验研究的基本程序包括：1）确定研究课题2）进行实验设计3）实验与观察(记录)

生理学习题及答案

生理学习题及答案第一章绪论一、名词解释 1．新陈代谢 2．兴奋性 3．内环境 4．生物节律 5．神经调节 6．负反馈二、单项选择题 1.人体生理学的任务是为了阐明： A.人体细胞的功能 B.人体与环境之间的关系 C.正常人体功能活动的规律 D.人体化学变化的规律 E.人体物理变化的规律 2.神经调节的基本方式是： A.反射 B.反应 C.适应 D.正反馈 E.负反馈 3.维持机体稳态的重要途径是： A.神经调节 B.体液调节 C.自身调节 D.正反馈 E.负反馈 4.可兴奋细胞兴奋时，共有的特征是产生：

A.收缩反应 B.神经冲动 C.分泌 D.电位变化 E.反射 5.条件反射的特征是： A.种族遗传 B.先天获得 C.数量较少 D.个体在后天生活中形成 6.以下不属于反射弧的环节是： A.中枢 B.突触 C.效应器 D.外周神经 7.迷走神经传出纤维的冲动可看作是： A.反馈信息 B.控制信息 C.控制系统 D.受控系统 8.在自动控制系统中，从受控系统达到控制系统的信息称为： A.控制信息 B.反馈信息 C.干扰信息 D.参考信息 E.偏差信息三、问答题 1.简述负反馈的生理意义。 2.试述人体功能的调节方式。第一章绪论复习题参考答案一、名词解释 1.新陈代谢：生物体不断与环境进行物质和能量交换，摄取营养物质以合成自身的物质，同时不断分解自身衰老退化物质，并将其分解产物排出体外的自我更新过程称为新陈代谢。 2.兴奋性：可兴奋细胞感受刺激产生动作电位的能力或特性，称为兴奋性。 3.内环境：

体内各种组织细胞直接生存的环境称内环境。 4.生物节律：生物体内的各种功能活动按一定的时间顺序发生变化，如果这种变化能按一定时间规律周而复始的出现，就叫节律性变化，而变化的节律就叫生物节律。 5.神经调节：机体内许多生理功能是由神经系统的活动调节完成的，称为神经调节。反射是神经调节的基本方式。 6.在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信息抑制控制部分的活动，使其活动减弱，这种反馈称为负反馈。二、选择题 1．C 2.A 3.E4.D5.D6.B7.B8.B 第二章细胞复习思考题一、选择题（一）单项选择题： 1.单纯扩散、易化扩散和主动转运的共同特点是 A．要消耗能量 B．顺浓度梯度 C．需要膜蛋白帮助 D．转运的物质都是小分子 2.通常用作衡量组织兴奋性高低的指标是 A．动作电位幅度 B．组织反应强度

实验室认可规定

实验室认可相关要求一、实验室认可对人员岗位的要求 1、最高管理者由正式任命文件，接受实验室认可的知识培训，能够明确实验室管理体系的基本要求，掌握实验室的主要经营范围、发展方向等。 2、质量负责人 1人，可以由实验室某一管理人员兼职，须有一定的管理权力，能够将管理体系有效贯彻执行；须有快速接受、学习能力，能够在咨询师指导下快速熟悉实验室认可的基本要求；须有实验室检测工作经验，熟悉本实验室检测能力范围和大部分检测项目的技术要求，能够配合咨询师将管理体系的要求与本实验室实际相结合。技术负责人 1人，可以专职也可以兼职，要求必须熟悉本实验室全部检测领域的技术要求，包括检测人员能力培训、仪器设备技术指标、检测过程需要消耗使用的各种试剂或材料、检测方法标准、检测室设施环境条件要求、仪器设备量值溯源（计量检定）、样品抽取的有关技术标准、样品接收和存贮的有关技术要求及留样要求等。授权签字人要求在申请认可的检测能力范围内每个领域至少两名，如果授权签字人能够熟悉申请认证认可的全部范围的话，那总共需要两名授权签字人即可。授权签字人都

是兼职，一般情况下技术负责人要做授权签字人。授权签字人需要接受评审组的现场考核，必须熟悉签字领域的技术标准要求，必须要考核合格，否则将来无法对外出具报告。 5、内审员全部兼职，为确保内审工作的独立性，一般要求各部门至少一名。要求熟悉检测工作，思维敏捷，为人正直，工作作风严谨。接受内审员培训并且考核合格，获得内审员证书。 6、监督员一般由检测室主任兼职即可，数量根据检测室部门数量而定，监督人员一般占从事检测和（或）校准人员的5% - 10%，至少应有1人。监督员必须熟悉本部门检测工作流程、检测方法和结果数据核查等技术要求。管理部门 1) 主任：可以兼职也可以专职，具备一般协调能力即可，没有特殊要求； 2) 档案管理员：一名，要求熟悉档案资料的管理，工作勤奋、严谨、认真，计算机操作能力强，熟悉常用办公软件的应用； 3) 业务收发员：专职一名，负责委托检测任务的接收，熟悉本实验室检测能力范围内的所有样品的接收基本要求，反应敏捷，思路清晰，接受能力快。现场评审时肯定要接受考核； 4）样品管理员：一名，一般是兼职，负责样品流转过程管理、留样管理等，没有特殊能力要求，只要能够工作认真即可； 5）计算机管理员：一名，负责计算机系统的管理、维护保养、检测报告的打印、复印等工作。熟悉常用办公软件的使用和维护知识即可；

实验生理探索性实验

大蒜对小白鼠血糖的影响作用的实验研究【摘要】大蒜对糖代谢的作用在诸多动物实验中得到了证实①②③，大蒜中含有大蒜素实验表明，大蒜素能促进胰岛素的分泌因此有降血糖的作用。笔者在笨实验中通过给小白鼠喂食生大蒜，用分光光度发测定喂食前后家兔的血糖含量，以研究大蒜对血糖的作用。【关键词】大蒜素小白鼠血糖【正文】大蒜系百科植物的鳞茎，大蒜素是从大蒜球茎中分离出的一种化合物，其化学名为二烯丙基三硫化合物④。大量文献中提到大蒜可以促进胰岛素分泌，增加组织细胞对葡萄糖的吸收，提高人体葡萄糖的含量，迅速降低血糖水平。1仪器与试剂 1.1仪器分光光度计，注射器，微量加样器，研钵 1.2试剂显色剂（邻甲苯胺6ml、饱和硼酸溶液4ml、冰乙酸90ml），葡萄糖标准应用液1mg/ml。⑤ 2方法与结果取禁食12h的小白鼠1只，称重。眼眶后静脉丛取血40ul，离心去血清，供测定空腹血糖浓度。用研钵将大蒜研磨成汁，通过灌胃给小白鼠喂食大蒜。分别于喂食后15min和30min后，各取40血ul，离心取血清，供测定血糖浓度。定各管的吸光度值。计算全血分100ml所含葡萄糖的毫克数。正常血糖范围：70~100mg/dl。计算公式：血糖(mg/dl)=测定管光密度/标准管光密度*100 3实验结果讨论【文献参考】 1Block E．et al．The chemistry of alkyl thiosulfate esters．8．(E,Z)-Ajoene:a potent antithrombotic agent from garlic．J Am Chem Soc 1984,106:8295 2Chi Ms.Effects of garlic products on Lipid metabolism in cholesterd-fed rats,Proc Soc Exo Biol Med 1982,171(2):174 3钱岳晟，徐定海，王崇行，沙大昌.大蒜对高血压患者血脂、血糖、血压作用的临床研究【J】.浙江中医学院学报，1999,23（4）：45-46. 4林青，乔竞原.大蒜素的药理与临床应用【J】.首都医药,2004,11(6):38-39 5莫书荣.实验生理科学【J】.科学出版社，2009:107-108

CNAS基础知识

实验室认可基础知识 1、为什么要建立质量管理体系？ 2、最高管理者、技术管理层和质量主管在实验室中各担负哪些职责？ 3、纠正措施的实施有谁负责？ 4、质量主管是否应对检测/校准质量承担领导责任？ 5、在检测/校准活动中，实验室员工应对顾客的什么信息承担保密责任？ 6、什么是二级法人实验室？ 7、如何绘制组织结构图？ 8实验室可分配的资源有哪些？ 9、二级法人的实验室如何保证质量活动的公正性？ 10、如何进行实验室的组织设计？ 11、质量管理和全面质量管理的目标是什么？ 12、实验室如何加强质量管理？ 13、I SO/IEC 17025中监督主要指什么？ 14、质量管理部门和监督员的工作有何不同？ 15、怎样做到足够的监督？ 16、监督员由谁担任合适？ 17、授权签字人的数量多少较为合适？ 18、如何制定实验室质量方针？ 19、如何制定实验室质量目标？ 20、质量承诺应包括什么内容？ 21、实验室有哪些质量管理体系文件？ 22、如何对文件进行受控管理？ 23、如何获得外来法规性文件发布或更新的信息？ 24、如何获得外来技术文件的文本？ 25、如何获得国际标准？ 26、为什么要进行文件的定期评审？ 27、如何进行文件的定期评审？ 28、外来文件的评审包括哪些内容？ 29、哪些文件应该进行受控管理？ 30、过期的技术文件是否一定不能使用？ 31、技术文件的格式是否需要经过批准？ 32、受控的文件是否一定要改受控”印章？ 33、如何建立文件的受控编号？ 34、如何建立文件的识别编号？ 35、网上发布文件应注意什么？ 36、表格的制定应注意什么？ 37、怎样进行要求、标书和合同的评审？ 38、在检测/校准分包活动中，发包方和接包方分别承担什么法律责任？

家畜生理学实验思考题汇集

支配心脏的神经有哪些？各有何作用？心脏受心交感神经和心迷走神经双重支配。心交感神经的作用：心交感神经支配窦房结、房室交界、房室束、心房肌、心室肌，兴奋时，产生正性变时、变力、变传导作用（心率增快，心缩力增强，房室交界兴奋传导加快）心迷走神经的作用：心迷走神经支配窦房结、心房肌、房室交界、房室束及其分支，少数支配心室肌，兴奋时，产生负性变时、变力、变传导作用（心率减慢，心缩力减弱，房室交界兴奋传导减慢）血管受哪些神经支配？各有何作用？支配血管的神经主要有交感缩血管神经，分布在除毛细血管前括约肌以外的全身各处的血管平滑肌上，其作用是使血管收缩，外周阻力增大。交感舒血管神经支配骨骼肌血管，与运动时骨骼肌血流调节和防御反应有关。副交感舒血管神经只分布于少数器官，如脑、唾液腺、胃肠道腺体及外生殖器的血管，使血管扩张，仅具调节局部血流的作用。手术中出血如何处理？ 1）组织渗血可用温热生理盐水纱布压迫止血。 2）较大血管出血必须要用止血钳夹住出血点及其周围少许组织，结扎止血。夹闭一侧颈总动脉后血压的变化情况及为什么？血压升高。机制如下：夹闭一侧颈总动脉后，同侧颈动脉窦血流量减少，颈动脉窦压力感受器发放冲动减少，窦神经传入冲动减少，导致： 1）心迷走中枢抑制，迷走神经传出冲动减少，对心脏的抑制作用减小，心跳加快加强，心输出量增多，血压升高。 2）心交感中枢兴奋，心交感神经传出冲动增多，心跳加快加强，心输出量增多，血压升高。3）缩血管中枢兴奋，缩血管交感神经纤维传出冲动增多，引起小动脉收缩，外周阻力增大，血压升高；小静脉收缩，回心血量增多，心输出量增多，血压增高。电刺激迷走神经外周端，血压如何变化及为什么？由于电刺激迷走神经外周端，其中的副交感纤维兴奋，末梢释放乙酰胆碱，作用于节后神经元，使之兴奋并释放乙酰胆碱。乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M受体结合，M受体激活后转而激活G蛋白，G蛋白一方面调制K+通道，增强K+外流，使心肌细胞膜处于超极化状态，抑制细胞的活动；另一方面可抑制腺苷酸环化酶的活性，降低细胞内cAMP的浓度，调制钙通道，使钙通道关闭，产生负性变时、变力、变传导作用，使血压下降。去甲肾上腺素和肾上腺素对心血管的作用有何不同？肾上腺素和去甲肾上腺素对心血管活动的调节，是通过与相应的受体结合而实现的。去甲肾上腺素主要激活a受体；肾上腺素既能激活a受体，又能激活β受体，但对a受体的作用不如去甲肾上腺素强。 1）对心脏的作用肾上腺素与去甲肾上腺素都能激活心肌细胞膜上的β受体，引起正性变时、变力、变传导作用。在完整机体内注射去甲肾上腺素后，由于血压明显升高，可通过压力感受器反射使心率减慢，掩盖了去甲肾上腺素对心脏的直接作用。 2）对血管的作用由于去甲肾上腺素主要作用于a受体，而大多数血管平滑肌上的肾上腺素受体为a受体，因此，去甲肾上腺素能使大多数血管发生强烈收缩，导致血压急剧升高。

实验生理科学

《实验生理科学》课程实验教学大纲课程名称(中文) 实验生理科学课程名称(英文) Experimental Physiological Science 课程编号课程性质独立设课课程属性基础课教材及实验指导书名称实验生理科学教程学时学分:总学时 45总学分 2 实验学时 40实验学分 2 开出时间：一年级二学期适用专业医学类一、课程简介及基本要求《实验生理科学》Experimental Physiological Science是为了适应现代素质教育的需要，把医学生理科学课程中的生理学，病理生理学与药理学三门课程教学的实验内容相互交叉渗透，有机地重组而形成的一门崭新课程。学科课程以实验教学为主要手段，研究大生理范畴的机能活动规律，以养学生的各种素质和能力，达到具备初步科学研究的教学目标，故名实验生理科学。本课程包括理论教学和实验教学两部分，总时数45学时。理论教学内容主要是科学研究方法和医学实验学。主要介绍学科历史、现状和实验生理科学的研究程序（从科研研究立项、实验设计、实验具体实施到课题总结、书写论文和答辩）；实验教学由二个阶段组成：内容包括生理科学的经典实验和综合性实验。教学内容安排理论联系实践，由浅入深，循序渐进，学以致用，使学生对动物正常机能，致病因子或药物引起的机能变化进行连续的动态的观察与实验，掌握基本知识和技能。本学科教学目的是培养学生的综合素质，提高学生自学能力，动手操作能力，科学思维能力，开拓创新能力，为日后学生参加第二课堂业余科研活动打下良好基础。综上所述，通过本课程的学习要求学生应达到本课程培养素质与能力的教学目的和经

过探索性实验经历科研的全过程的训练，从而熟悉科研立项到项目完成的初步科学研究过程。二、课程实验目的要求 (一)基本理论 1、了解实验动物的种类、分级和选用原则等基本知识；掌握常用动物饲养和实验模型制作知识；熟练掌握试剂类型、配制方法与相应的给药方法。 2、了解生理科学实验应用的仪器基本类型及其用途；掌握常用仪器的工作原理、基本结构、主要功能及使用范围。熟悉掌握常用仪器的使用步骤和注意事项，达到正确、熟练使用的程度。 3、了解近代生理科学研究的手段和方法；掌握科研立项和实施实验计划的步骤和方法；要求应用所学知识完成探索性实验，并在此过程中逐步培养初步的科研能力，达到熟练掌握生理科学实验设计、数据处理和医学论文写作及其答辩的基本步骤和方法。 4、通过学科的学习，理解科学理论来源于实践（或实验），理论指导实践和理论与实践相互印证和促进应用和研究。掌握大生理范畴的进行机能实验研究的方法。对相关的生理学、药理学和病理生理学理论知识相关的实验内容能够理解和自行设计进行印证或探索。 (二)基本技能 1、了解记录生物机能活动指标的各种常用方法、技术和仪器。掌握生理科学实验网络信息化生物信号实时分析系统的功能和使用方法。熟练掌握常用仪器如计算机生物机能实验系统（包括各种换能器）、离心机、分光光度计等常用仪器设备的正确使用方法。 2、掌握常用生理科学实验方法：包括实验常用动物的各种捉拿、麻醉方法以及标本的制备及手术操作（如神经、气管、血管、输尿管、离体内脏器官或组织分离或标本制备以及气管、血管插管方法）。 3、掌握正确的实验报告书写方法。要求紧扣实验目的、依据实验结果进行客观分析及逻辑推论，得出符合事实的结论。 4、熟悉复制疾病的实验动物模型的一般原则和方法，了解动物模型在实验研究中的应用。

动物生理学实验报告思考题答案

竭诚为您提供优质文档/双击可除动物生理学实验报告思考题答案篇一：动物生理学实验报告实验日期：年月日室温：大气压：实验序号：一实验名称：动物生理学实验基础知识介绍一、实验目的掌握生理学实验的基本方法和技术，了解是生理学实验设计的基本原则，培养科学的思维方法、实事求是的科学态度和严谨的学风，通过书写实验报告，提高分析、归纳问题及文字表达能力。二、实验原理生理学是建立在实验和观察基础上的学科，生理学实验是生理学理论知识的依据与来源。生理学实验方法一般可分为离体实验法和在体实验法两类。在体实验法又可分为急性实验和慢性实验两种。生理学实验仪器一般由刺激系统、探测系统、信号调节系统和记录系统四大部分组成。三、主要仪器、试剂、材料及装置图 1、手术器械：手术刀、手术剪、手术镊、眼科剪、眼

科镊、毁髓针、止血钳、玻璃分针等2、生理仪器：生物信息采集系统、刺激器、示波器、传感器、肌槽、蛙心夹等3、试剂：任氏液、台氏液、乙酰胆碱、肾上腺素等四、实验步骤、现象及记录 1、教师提出生理学实验的要求 2、讲解生理学的常规实验方法 3、展示生理学仪器和器械，并简单讲解用途五、实验结果及数据处理六、实验讨论及思考题解答 1、生理学实验的重要性在于何地？生理学实验有什么具体的要求和规则？答：生理学实验的重要性在于学习生理学的实验方法及科学的思维方法，有助于提高学生的实验能力、分析能力、创新能力和科学素养。生理学实验要求：实验前认真预习实验指导，复习相关理论知识；实验中，认真听讲，按要求进行各项实验操作，仔细认真求实的记录实验数据；实验后，整理实验台面，处理实验废弃物和实验动物，检查实验设备及器械，认真分析实验数据，撰写实验报告。 2、生理学实验报告的一般格式、内容和要求是什么？答：格式与内容参照楚雄师院化生系化学与生命科学实验室实验报告的标准格式内容。填写实验报告要求数据真实，不允许编造数据，认真分析总结实验中的问题。