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新研究显示现代物理学家如何思考

物理学一直在努力寻找最好的解释来理解所有空间和时间尺度的物理世界中的物质和能量。现代物理学充满了复杂的概念和思想,它们彻底改变了我们看待(和看不到)宇宙的方式。物理世界的奥秘越来越多地被物理学家们揭开,他们深入研究非直觉的、看不见的世界,涉及亚原子、量子和宇宙学领域。但是,高级物理学家的大脑如何实现这一壮举,即思考无法体验的世界?

在npj Science of Learning最近发表的一篇论文中,卡内基梅隆大学的研究人员找到了一种方法来解码与与物质和能量有关的个体抽象科学概念(例如费米子或暗物质)相关的大脑活动。

CMU 的高级研究助理 Robert Mason、物理学教授 Reinhard Schumacher和 DO Hebb 大学心理学教授 Marcel Just 通过使用功能性磁共振记录他们的大脑活动,研究了他们的 CMU 物理教员关于高级物理概念的思维过程成像(fMRI)。

与许多其他使用大脑成像的神经科学研究不同,这项研究并不是为了找到先进科学概念所在的“大脑中的位置”。相反,这项研究的目标是发现大脑如何组织高度抽象的科学概念。百科全书按照字母顺序组织知识,图书馆按照杜威十进制系统来组织知识,但是物理学家的大脑是如何做到的呢?

该研究检查了由不同物理概念引起的激活模式是否可以根据概念属性进行分组。最新颖的发现之一是,物理学家的大脑将概念组织成具有可测量与不可测量大小的概念。在地球上,对于我们大多数人来说,只要有合适的尺子、比例尺或雷达枪,任何物理上的东西都是可以测量的。但是对于物理学家来说,一些概念,比如暗物质、中微子或多元宇宙,它们的大小是无法测量的。在物理学家的大脑中,可测量与不可测量的概念是分开组织的。

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