物理學十分注重實驗，最初的物理學理論就是從實驗中總結而來的。任何物理理論創立之後，都需要經過實驗的反覆驗證。愛因斯坦的相對論提出百年之後，至今還在接受一系列嚴苛實驗的檢驗。
不過，有些實驗在現實中很難實現，所以物理學家提出了思想實驗，包括愛因斯坦、牛頓在內的很多大物理學家都有提出過。雖然只是思想上的實驗，但它們引發人深省，並推動了物理學的發展。在這些思想實驗中，有四個的名稱與動物有關，它們被冠以物理學「四大神獸」。
（1）芝諾的烏龜
這是最早的「神獸」，由2480年前的古希臘哲學家芝諾提出，它又被稱為芝諾悖論。試想一下，一個人以10米/秒的速度奔跑，一隻烏龜以1米/秒的速度爬行。一開始，烏龜比人領先了100米，那麼，人在什麼時候會追上烏龜？
這個問題看似是一個簡單的追及問題，只要人的跑動距離等於烏龜的領先距離加上烏龜的爬行距離，就能算出人會在出發後第11.11…（100/9）秒追上烏龜。
然而，如果換個角度來看，結果會完全不一樣。第1秒，人跑了10米，烏龜領先人91米；第5秒，人跑了50米，烏龜領先人55米；第10秒，人跑了100米，烏龜領先人10米；第11秒，人跑了110米，烏龜領先人1米；第11.1秒，人跑了111米，烏龜領先人0.1米。
如果空間能夠無限分割，烏龜和人之間的距離包含了無限多個點。因此，烏龜可以一直在人的前面，儘管只領先了一點。那麼，這是否意味著人永遠也走不完無限多個點來追上烏龜呢？
其實不然。烏龜一開始領先人100米，人跑動100米所需的時間為：
100/10秒=10秒
在這10秒期間，烏龜爬行的距離為：
10×1米=10米
這是10秒後烏龜領先人的距離，人再去追上這10米所需的時間為：
10/10秒=1秒
在這1秒期間，烏龜爬行的距離為：
1×1米=1米
這是1秒後烏龜領先人的距離，人再去追上這1米所需的時間為：
1/10秒=0.1秒
如此無限反覆下去，人追上烏龜的時間為：
10+1+0.1+0.01+0.001+0.0001+…秒=11.11…秒，也就是100/9秒，所以人可以在有限時間內追上烏龜。
（2）薛丁格的貓
根據量子力學的哥本哈根詮釋，在沒有進行觀測時，量子系統是處於不確定的疊加態。一旦進行觀測，波函數坍縮，不確定性消失，量子系統將會變成一種確定的狀態。這樣的描述與我們的常識大相逕庭，而且還會影響宏觀世界。
於是，量子力學奠基人之一的薛丁格提出了這樣的一個思想實驗。在一個密閉的箱子中，放置一塊放射性物質，如果它發生衰變，由此產生的粒子將會觸發蓋革計器放電，通過繼電器釋放出鐵錘，鐵錘掉下來砸破毒藥瓶，引發箱子內的貓死亡。如果放射性物質沒有衰變，箱子內的貓仍然是活著的。
根據哥本哈根詮釋，在沒有打開箱子進行觀測時，放射性物質的衰變是不確定的，處於疊加態，這就會導致箱子內的貓也處於不確定的「又死又活」狀態。這就是著名的薛丁格的貓。
對此，多世界詮釋或者說平行宇宙理論被提出來。箱子內的貓其實既活著，又死了，這會衍生出兩個互不相干的平行宇宙，每條時間線中的觀測者都會觀測到確定的狀態。
（3）麥克斯韋妖
熵增定律表明，孤立系統的有序度只會越來越低，混亂度只會越來越高，這是不可逆轉的過程。舉個例子，水和乙醇混合之後，無法自發地分離出純淨的水和乙醇。由於整個宇宙被認為是孤立系統，這意味著宇宙註定在未來達到熵值最大的熱寂狀態，那時的宇宙將會陷入完全的死寂之中。
但根據著名物理學家麥克斯韋的設想，宇宙或許還有救，這就需要麥克斯韋妖。麥克斯韋妖可以控制每個粒子的運動，意味著這種「神獸」具有逆熵的能力，讓混合後的水和乙醇分子單獨分開，也能讓宇宙中的其他粒子變得更有序，從而扭轉宇宙的熱寂結局。
（4）拉普拉斯妖
這隻「神獸」最初由物理學家、數學家拉普拉斯提出。從微觀上來看，宇宙萬物都是粒子，宇宙的運轉是所有粒子共同運動的結果。拉普拉斯妖知道宇宙中所有粒子的動量和位置，所以宇宙中發生的一切事情都是註定的，而且都能被計算出來。
但隨著量子力學的發展，物理學家意識到微觀世界被不確定性所支配，我們根本不可能同時準確測出一個粒子的動量和位置。另外，根據混沌理論，在我們試圖計算粒子的未來時，我們的計算行為會影響到粒子的運動，這種差異會被逐漸放大，從而導致結果變得不可預測。
最後，如果讓這物理學四大神獸互相掐架，大家覺得誰會贏呢？