物理學上的四大「神獸」,除了薛丁格的貓,你還知道哪幾個?

2020-12-11 騰訊網

物理學是隨著人類社會實踐的發展而產生、形成和發展起來的,它經歷了漫長的發展過程。物理學起始於伽利略和牛頓的年代,現如今的物理學已經成為了一門有眾多分支的基礎科學。在物理學發展壯大的過程中,曾經出現過四大「神獸」,每一個神獸都對應著一個經典的物理學理論,分別為微積分,量子力學,經典力學與熱力學第二定律。

1、薛丁格的貓

在四大神獸中,薛丁格的貓是人們最為熟知的。薛丁格的貓是物理學家薛丁格提出的一個思想實驗,將一隻貓關在裝有少許鐳和氰化物的密閉容器裡。在這個實驗中,鐳的衰變是存在機率的,如果鐳發生衰變,就會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會被毒死。而如果鐳不發生衰變,貓就不會被毒死。根據量子力學理論,由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加,貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的「薛丁格貓」。

2、芝諾的龜

古希臘數學家、哲學家芝諾在當年提出過一種烏龜,這隻烏龜有著一種特點,就是如果你讓烏龜先跑出一段距離,你將永遠無法追上它。雖然你比烏龜跑得快,但你也只能按上述過程逐漸逼近烏龜,這樣的過程會不斷出現。自從芝諾悖論提出以來,人們一直試圖指出其中的錯誤所在,但是一直沒有一個滿意的解答。直到後來牛頓與萊布尼茨發明了微積分,牛頓才用微積分的方法破解了芝諾龜悖論。

3、拉普拉斯獸

1814年法國數學家皮埃爾西蒙塔普拉斯構想了一種神獸名叫拉普拉斯獸,在拉普拉斯的設想中,它神通廣大、無所不知。只要它願意動動手指和眼睛,就能夠記錄下某一刻它能知道宇宙中每個原子確切的位置和動量,然後能用牛頓的簡潔公式,瞬間算出宇宙的過去與未來。

如果人類所有人的命運都被拉普拉斯獸算得一清二楚,那我們還有什麼活頭?所以必須早點弄死它才行,於是以物理學家開爾文以及量子力學的海森堡就開始聯手圍剿,結果不出100年,這個神獸就夭折在了襁褓裡。

4、麥克斯韋妖

麥克斯韋妖是在物理學中假想的妖,能探測並控制單個分子的運動,在1871年被英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的。這隻妖怪能探測並控制單個分子運動,從而讓這些分子對外做功進而就可以實現第二類永動機。20世紀50年代,信息熵的概念被提出,這隻孤立無援的小妖就不可能存在了。

除了這赫赫有名的四大神獸,其實物理學上還有著很多魑魅魍魎,不過最終有什麼神獸,最終都會被大神所收服。目前只有薛丁格的貓獨自一人躲在角落裡瑟瑟發抖。

相關焦點

  • 物理學四大神獸,除了「薛丁格的貓」, 你還知道哪幾個?
    就流傳著非常有趣的「物理學四大神獸」。這篇文章我們就來看看」物理四大神獸這隻貓,不管是在物理學教材書,還是平時看一些科普知識文章總會看到,應該有很多人都知道吧。,針對量子力學的邊界問題,提出了著名的思想實驗"薛丁格的貓",該問題直指量子力學在微觀和宏觀的過渡邊界,把微觀的不確定性帶到了宏觀世界。
  • 物理學上的四大神獸,除了薛丁格的貓,你知道其他三大神獸嗎?
    在物理學發展的路上,曾經出現過四大「神獸」,每一個神獸都對應著一個經典的物理學理論,分別為微積分,量子力學,經典力學與熱力學第二定律。今天小編就和大家具體的介紹介紹。1.薛丁格的貓這四大神獸裡,最為人熟知的也許就是量子力學中最為著名的思想實驗薛丁格的貓了。
  • 物理學「四大神獸」,除了薛丁格的貓,你還知道哪一個?
    而在物理學中,經常會提及「思想實驗」這個概念。    所謂「思想實驗」就是利用我們的想像力,來完成一些現實中不可能實現的實驗,在物理學發展的過程中,很多理論都是建立在思想實驗之上,隨著科學的發展才一步步證實的,在物理學的各種思想實驗中,存在物理學「四大神獸」,最著名的是「薛丁格的貓」,除了這個貓咪,你還知道哪個?
  • 物理學「四大神獸」:除了薛丁格的貓,另外三個是什麼?
    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。
  • 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。
  • 物理學四大神獸
    從最早的阿基米德定律到牛頓的萬有引力定律,然後到愛因斯坦的相對論,最後到玻爾等人的量子力學,人類的物理學經過了幾千年的發現與發展。物理學界也湧現出了一大批的天才物理學家,他們也提出了很多顛覆性的開創性理論。在物理學發展的路上,曾經出現過四大「神獸」,每一個神獸都對應著一個經典的物理學理論,分別為微積分,量子力學,經典力學與熱力學第二定律。
  • 科普觀瀾第一期| 漫話物理學「四大神獸」
    第一期,讓錦書與您一起漫話物理學中的「四大神獸」。相傳中國古代有青龍、白虎、玄武、朱雀四大神獸,但實際上它們只是古人宇宙觀的一種象徵,並沒有真正的神力。但是在物理學中,也存在著四大神獸:芝諾龜能縮地成寸,拉普拉斯獸可以預知未來、麥克斯韋妖能量無窮無盡、薛丁格的貓超越了生死。
  • 【物理神獸】物理學の四大神獸,快來康康!
    現在,一個人只要懂點科學,都已經能自如地接住薛丁格的貓這個梗了,然而在物理界,薛丁格的貓只是四大神獸中的一隻。
  • 物理學「神獸」薛丁格的貓,到底代表了什麼?答案比你想像的複雜
    薛丁格這個名字相信很多人都聽說過,但是對他的了解可能並不多,大部分人都是因為「薛丁格的貓」這個有意思的實驗才知道了薛丁格的名字。他對量子力學的發展做出了很大的貢獻,是量子力學的奠基人之一,只不過因為量子力學的相關知識不符合大眾的思想,並且現在的量子力學也不完善,在日常生活中基本上用不到量子力學的相關知識,因此這位科學家的名聲不是那麼響亮。
  • 薛丁格的貓——既死又活的貓
    毒藥瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒藥瓶,釋放出裡面的氰化物氣體,貓必死無疑。原子核的衰變是隨機事件,物理學家所能精確知道的只是半衰期——衰變一半所需要的時間。如果一种放射性元素的半衰期是一天,則過一天,該元素就少了一半,再過一天,就少了剩下的一半。
  • 物理學四大神獸之芝諾的烏龜
    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、熱力學第二定律和量子力學。       在現實世界中,這芝諾的烏龜看起來蠻不講理,因為隨便拉來一隻烏龜,無論它跑多遠,6歲小兒都能追上踩扁它。而且,隨便建立一個簡單的方程組還能求出阿喀琉斯追上芝諾之龜的時間。       可物理帝國不一樣,萬事萬物需要嚴密地邏輯推理和證明才能存在。
  • 光就認識薛丁格的貓了,科學大佬們養的寵物妖怪們你還知道幾個?
    其實尼採也養過一個萌寵,這個萌寵對後世的物理學和數學影響也很大。尼採是在1882年的《快樂的科學》中提出了這個妖精。尼採妖的寵物力:尼採的寵物的功能比上面幾個萌寵妖更令人畏懼。尼採說,他養的寵物掌控著宇宙中的任何事件,而且不管大事還是小事,它都能讓這些事一遍遍重複發生。這又如何?
  • 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。
  • 物理學四大神獸之芝諾的烏龜,芝諾悖論到底存不存在?
    物理學四大神獸之芝諾的烏龜,這則悖論曾經困擾了整個科學界上千年之久,甚至導致了第二次數學危機,你是否聽過這樣一個故事,烏龜與人類賽跑,由於人的平均速度是烏龜的十倍,鑑於人類很有體育精神,於是他決定,讓烏龜先跑100米,然後自己再跑,當他跑了100米後,這名人類發現烏龜領先他十米,於是他又奮力地追了一米,此時,人們發現烏龜比他領先了十釐米,那麼人類,究竟何時才能追上烏龜?
  • 物理達人or情場浪子,哪一面才是真正的薛丁格?
    即使是不了解量子力學的人,對薛丁格的貓也不會太陌生。這個物理學四大神獸之一,早已成了裝b神器,任何懸而未決的事情都用它來故作神秘地賣賣關子。但你真的了解著名悖論背後的這個男人嗎?薛丁格(E.Schr dinger)是奧地利著名物理學家、量子力學的創始人之一,曾獲1933年諾貝爾物理學獎。
  • 我就是薛丁格的貓
    只是讀過薛丁格的小傳,對其的印象也只能是根據一些我所了解到的零星的事實加以揣測。薛丁格是一位聰明的嚴謹的非常有個性的傑出科學家,他的薛丁格方程在近代物理學中的地位足以和牛頓的動力學方程在經典物理學中的地位相媲美。薛丁格還將他睿智的目光投向生命科學,將物理學的思想方法在生命科學中發揚光大。
  • 薛丁格的貓,不僅僅是一個科學問題?甚至引發了哲學思考
    物理中存在四大聖獸,不管是芝諾悖論產生的龜,還是永動機推動而來的麥克斯韋妖,抑或是背靠經典理論而出現的拉普拉斯妖,都隨著科學的發展銷聲匿跡。雖然前三隻神獸背後的猜想帶來的科學精神值得後人尊敬,其中的故事也頗具傳奇色彩,而且有趣。
  • 黑洞、薛丁格的貓與愛因斯坦:量子物理學顛覆的世界
    除了藝術家之外,在科莫的地方志中我們還可以輕易地找到許多政治家、哲學家和歷史學家的名字,甚至還包括一位教皇(英諾森十一世),可謂是人傑地靈了。不過,科莫市最著名的人物,當然還是1745年出生於此的大科學家,亞裡山德羅·伏打(Alessandro Volta)。他在電學方面的成就如此偉大,以致人們用他的名字來作為電壓的單位:伏特(volt)。
  • 薛丁格的貓
    從表面上看,這是一個圍棋死活題。實際上它有一個巧妙的隱喻。原題設計者把它叫薛丁格的貓。下面這一段是從百度上摘下來的介紹(註:本來不想加這段,但公眾號規定文章必須夠300字才可以發,所以摘一段貓的介紹。已經知道這個概念的可以跳過這段,沒有新內容。沒有聽說過這個概念的人,如果讀了這段,而且搞懂了,或許這是你今天上網的最大收穫)。
  • 知道薛丁格的貓,那你知道薛丁格的123589個女人嗎
    薛丁格,和他的貓埃爾溫·薛丁格(1887年8月12日~1961年1月4日)是奧地利物理學家,量子力學奠基人之一,發展了分子生物學,建立了波動力學。薛丁格的貓是他提出的一個著名思想實驗,是指將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。