物理學四大神獸,除了薛丁格的貓,你還知道幾個

2021-01-09 黑洞中的星

物理學有四大神獸,除了我們基本都聽說過的薛丁格的貓,其他三個分別是芝諾的烏龜,拉普拉斯獸,麥克斯韋妖。它們有什麼不同?為什麼我們要稱它們為物理學四大神獸,下面我按照時間順序給大家講一下。

芝諾的烏龜,出生日期為公元前464,主人是芝諾,所屬門派為先賢哲學(微積分),神通是縮地成寸。芝諾烏龜的學名叫做阿基裡斯悖論,主要涉及到古希臘的哲學故事。偉大的古希臘英雄,善跑的阿基裡斯與芝諾的烏龜進行了一場賽跑。以我們的常識來看,烏龜這種動物,龜殼笨重,跑得極慢,怎麼能比得過強壯有力的阿基裡斯?阿基裡斯也是這麼想的,畢竟他的速度比烏龜快得多,於是他大度地讓了芝諾的烏龜100米。可是當他們開跑之後,阿基裡斯發現他無論如何都追不上芝諾的烏龜,因為在競賽中,追者首先必須到達被追者的出發點,當阿基裡斯追到100米時,烏龜已經又向前爬了10米,於是,一個新的起點產生了;阿基裡斯必須繼續追,而當他追到烏龜爬的這10米時,烏龜又已經向前爬了1米,阿基裡斯只能再追向那個1米。就這樣,烏龜會製造出無窮個起點,它總能在起點與自己之間製造出一個距離,不管這個距離有多小,但只要烏龜不停地奮力向前爬,阿基裡斯就永遠也追不上烏龜!

在我國古代也有類似的的例子:一尺之棰,日取其半,萬世不竭,這句話出自《莊子 天下篇》。雖然在我們看來,不說阿基裡斯,連我們普通人都能輕鬆追上芝諾的烏龜,可是在物理學上就需要更為嚴謹的邏輯證明。後來,微積分的出現讓我們打敗了這隻烏龜。

拉普拉斯獸,出生日期為1814年,主人是拉普拉斯,所屬門派為經典力學,神通是善推演,能知萬物。此「惡魔」知道宇宙中每個原子確切的位置和動量,能夠使用牛頓定律來展現宇宙事件的整個過程,過去以及未來。

拉普拉斯堅信決定論,他在他的概述論導論部分寫道:「我們可以把宇宙現在的狀態視為其過去的果以及未來的因。如果一個智者能知道某一刻所有自然運動的力和所有自然構成的物件的位置,假如他也能夠對這些數據進行分析,那宇宙裡最大的物體到最小的粒子的運動都會包含在一條簡單公式中。對於這智者來說沒有事物會是含糊的,而未來只會像過去般出現在他面前。」 拉普拉斯這裡所說的「智者」就是我們所講的拉普拉斯獸。

麥克斯韋妖,出生日期為1871年,主人是麥克斯韋,所屬門派為熱力學,神通是逆轉時空。除了一些民科以外,接受過現代科學教育的人都知道「永動機」是不可能實現的。但是在19世紀之前,無數的頂尖科學家都沉迷在永動機的世界裡不可自拔。在1871年,麥克斯韋針對熱力學的不完備性(主要針對熱力學第二定律),提出了著名的麥克斯韋妖。熱力學第二定律有很多種表述方法,最容易理解的就是:不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產生其他影響。

他主要是想說明一下有沒有可能有違背熱力學第二定律的可能性。他設想:在一個被分成兩個部分的絕熱容器中,中間隔板處有一個門,這個門可以選擇性地將速度較快的粒子(較熱)的放到右邊的格子裡,將較慢的粒子放到左邊的格子裡,這樣就形成了溫差,就可以利用這個溫差做功了。如果這個妖真的存在,那麼熱力學第二定律就是不成立的或者需要修改。看似沒毛病,但是麥克斯韋忽略了一點,就是妖怪獲取信息,做出判斷需要消耗能量,因此熱力學第二定律仍然正確。

薛丁格之貓,出生日期為1935年,主人是薛丁格,所屬門派為量子力學,神通是超越生死。這個思想實驗提出是為了反對哥本哈根學派的的量子疊加態,解釋量子力學的邊界問題,卻反被玻爾等人利用,反倒成為了量子疊加態學說的守護神。

這個思想實驗大概就是說將一隻貓放在一個裝有少量放射性物質和氰化物的密封盒子裡,這裡面的放射性物質就是開關,當發生衰變後,機關就會被觸發,劇毒的氰化物就會被釋放,貓就會被毒死。這裡這個放射性物質下一秒是否會發生衰變十萬群不可預測的,在一秒鐘過後,根據量子力學的理論,盒子裡的放射性物質處於衰變和沒有衰變的疊加態,反映在貓身上就是貓處在半死半活,既死又活的狀態,想要知道具體的結果,我們需要打開盒子才能知道。而量子力學認為,當打開盒子的一瞬間,疊加態就會坍縮成一種唯一的確定態,即我們觀察到的現象,貓要麼活著,要麼死了。

薛丁格的貓也因此成為了四大神獸裡最慘的一隻,後來科學家們試圖用平行世界的理論來救這隻貓,但是至今人類還沒有成功。

相關焦點

  • 除了薛丁格家「又死又活」的貓,物理學「四大神獸」還有什麼?
    自初中學習物理時,相信不少人就有耳聞過物理學的「四大神獸」。就算沒辦法全部叫出來名字,起碼薛丁格的貓還是聽過的。這四隻神獸分別對應著量子力學、微積分學、經典力學、熱力學第2定律。說起來這四隻神獸還挺厲害的,像極了仙俠小說裡的人物。
  • 物理學的「四大神獸」
    哈嘍,大家好,我是崽偉,今天我們來講講物理學的四大神獸。四大神獸大家肯定都知道。分別是芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。那麼你們知道它們的定義嗎?芝諾的烏龜烏龜大家都知道是什麼,可你們知道芝諾是誰嗎?他是古希臘的哲學家。
  • 物理學上的四大神獸
    在科學這座聖殿裡,沒有蠻橫的神獸,只有馴服的寵物。 引言:神獸出沒的物理界物理學上有四大神獸,芝諾的烏龜,拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。分別對應著微積分、經典力學、熱力學第2定律和量子力學。
  • 物理學隱藏著四大神獸,目前只有兩個被論證,最後一個極難理解
    一提到四大神獸,大家就會想到古代傳說中的朱雀玄武。殊不知在物理學界也流傳著四個不簡單的神獸,其中有真實存在的,也有虛構的,他們身上無一例外都蘊含著物理學奧妙的哲學道理。縮地成寸芝諾龜芝諾龜傳聞是在公元前400年出現的,它的主人就叫芝諾。
  • 物理學四大神獸,有一個已經被消滅,最早出現的那個晦澀難懂
    時至今日,這一部分理論中,有的仍然是物理學領域的重點課題,有的已經被新興理論推翻,其中最著名的就是「四大神獸」了。最早出現的「神獸」是芝諾的烏龜,它所對應的理論是微積分,這個幫助人們解決了大量測算問題的理論,十分晦澀難懂,卻在學術界發揮著重要作用。
  • 可推演萬物逆轉時空 活躍在物理殿堂的四大神獸技能逆天
    科學史上流傳著非常有名的物理學四大神獸:芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓,分別對應著微積分、經典力學、熱力學第二定律和量子力學理論。這四大神獸的能力並不弱於傳說中的青龍白虎朱雀玄武,芝諾的烏龜能縮地成寸,拉普拉斯獸明察大道推演萬物,麥克斯韋妖操控萬物逆轉時空,薛丁格的貓能製造宇宙超越生死。縮地成寸芝諾龜芝諾龜的的主人就叫芝諾,這是一隻在賽跑中無論什麼誰都追不上的烏龜。
  • 塑料行業的四大神獸:PE、PP、PVC和ABS可能會重構人類文明
    作者 | 老馬來源 | 廢塑料新觀察   物理學上有四大神獸。   芝諾的烏龜,拉普拉斯獸、麥克斯韋妖和薛丁格的貓。分別對應著微積分、經典力學、熱力學第2定律和量子力學。   塑料行業也有四大神獸。   PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯) 、PVC(聚氯乙烯 )和ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的三元共聚物)。
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    薛丁格的貓的真正意義是什麼?似懂非懂難捉摸,到底說啥?舉個現實中宏觀的例子,你就能知道「薛丁格的貓」有多麼讓人匪夷所思了!你呆在家裡的客廳裡,同時你的臥室裡有一臺電腦,你知道那臺電腦肯定在那裡,因為你之前一直在用它!
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  • 上古四方四象的四大神獸,你知道幾個?
    我們都知道,上古四大神獸為青龍、白虎、朱雀、玄武。四大神獸是古代中國傳說的神獸分別為青龍、白虎、朱雀、玄武,屬於古代神話和天文學結合的產物。四獸融入了五行和方位,以不同顏色代表:東方青色為木,西方白色為金,南方赤色為火,北方黑色為水,中央黃色為土。
  • 薛丁格的貓被關在箱子裡八十多年了,它活著的概率依然是50%嗎
    1935年,奧地利科學家,埃爾文薛丁格提出來了一個有趣的思想實驗,這就是「薛丁格的貓」。當時的薛丁格和愛因斯坦是一條戰線的,兩人認為哥本哈根測量理論不符合宇宙常理,為了證明海森堡的哥本哈根測量理論是錯誤的,他在經過了長期的研究後,提出了這個「薛丁格的貓」。這到底是啥意思呢?
  • 除了青龍、玄武,神話中那些神秘莫測的神獸,你還知道哪些?
    說到神獸,你最先想到的是什麼?龍、鳳、朱雀,亦或是玄武?這些都是比較常見的,但也僅僅只是神獸的極小一部分。在我國神話傳說中,除了出現了無數長生不老,能飛天遁地的神仙,神秘莫測的神獸也是多如繁星呢。這些神獸或許能騰雲駕霧,或許能預示太平,每一個都有著讓人驚嘆的能力,實在讓人不得不佩服造物主的神奇呀!那麼,在我國眾多神獸中,除去眾所周知如青龍、玄武、朱雀等神獸,你還知道哪些呢?說起來,白澤的知名度雖然比不上龍鳳、麒麟,但也算是我國知名度比較高的神獸之一了。據記載,白澤「通萬物之情,曉天下萬物狀貌」,從天文地理到雞毛蒜皮的小事,他全部都知道,堪稱是神獸界的「百事通」。
  • 薛丁格的貓或許能解釋,夢境有可能是真是存在的!
    你還在質疑夢境的真實性?或許你曾經夢到的,都是真實存在的?對於夢境很多人都心存幻想,在現實生活中也有很多的成語和俗語來形容夢境的,比如日有所思,夜有所夢,痴人說夢等等。有很多人認為自己所做的夢境和自己白天一天的經歷有關。
  • 神州四大神獸,你真的了解嗎?
    據《山海經》上古神獸兇獸及其他異獸,共有56個,恕我無法一一把它們在這裡介紹,所以這裡只選了其中的幾個來分享,那我們先從中國神州出名的四大神獸說起。青龍,龍在中華民族的心中有著高尚的地位。從大漢朝開始,龍就被確定為皇帝的象徵與代表,那為什麼龍被稱為青龍?
  • 薛丁格的貓到底是什麼梗?為何一會死一會活,一會既死又活?
    也就是說量子力學的定律決定了貓的生死,薛丁格把微觀世界抽象的概念過渡成了現實問題。於是粒子到底是不是隨機出現的微觀態尺度和貓的生死這種宏觀態尺度聯繫了起來。波爾說電子即在那,也在那,所以薛丁格說:「如果波爾說的是對的,那麼貓既是死的也是活的,如果你打開箱子想看看它到底是死是活,不好意思,結果是隨機的,變成了要麼死,要麼活。」
  • 上古四大神獸,蛇貓,龜鳥
    四大神獸是古代中國傳說的神獸分別為青龍、白虎、朱雀、玄武,屬於古代神話和天文學結合的產物每到冬春之交的傍晚,蒼龍顯現;春夏之交,玄武升起;夏秋之交,白虎露頭;秋冬之交,朱雀上升,總稱為"四大神獸"。 另外,四大神獸也是周易六爻卦象相對應的"六獸"中的四獸,總稱"六神",分別是青龍、朱雀、勾陳、騰蛇、白虎、玄武,除了表示五行和方位,還反應卦象信息。 四獸也是中國十二時辰制對應不同時辰吉兇的一種提法。
  • 上古四大神獸代表四種人格,看看你的性格屬於哪種守護神獸?
    文/曉夢閣主在中國神話傳說中除了有許多神仙之外,更多的是各種傳說中生物,它們不是神獸就是兇獸,都有著非常強大的力量。其中,上古四大神獸最為出名,又叫「天之四靈」守衛四方。古人的智慧是無窮的,四大神獸的用處非常多,可以用來鎮壓邪靈,也可以用來代表方位或用作風水。
  • 只有貓已經無法滿足觀眾,京劇貓與其他動物聯動,出現混物種形象
    01虎型貓虎型貓出現在京劇貓第三季雲憂谷當中。白糖剛到雲憂谷的時候遇到了雲憂谷的四大神獸之一,虎虎。從名字我們就看得出來虎虎代表的是四大神獸中的白虎,因此他雖然是貓,但是卻有了虎的外形。但是老虎與貓同屬於貓科動物,所以我們其實很難看得出虎型貓與真正貓的區別,所以這也是京劇貓中混合物種形象最不明顯的一個。02龍型貓同樣出自雲憂谷四大神獸之一,青龍的化身。不可否認龍和貓的差別還是比較大的。