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。
這四大神獸並不弱於傳說中的青龍白虎朱雀玄武,芝諾的烏龜時空雙修能縮地成寸,拉普拉斯獸明察大道推演萬物,麥克斯韋妖操控萬物逆轉陰陽,薛丁格的貓能製造宇宙超越生死。這四大神獸,它們既給聰明的科學家帶來困擾,同時也給促進了某些學科的發展,下面我們就一起來看一看吧。
麥克斯韋妖(Maxwell's demon),是在麥克斯韋假想的妖,能探測並控制單個分子運動。
簡單描述,一個絕熱容器被分成相等的兩格,中間是由「妖」控制的一扇小「門」,麥克斯韋妖個頭迷你,眼神好,反應敏捷,能準確地探測並控制單個分子運動,迅速把快速移動的分子從從左盒丟進右盒,把慢速運動的分子從右盒丟進左盒。因此,這個小盒子不僅左右部分形成了溫差,實現熵的自發減少。乍一看來,麥克斯韋妖擊敗了熱力學第2定理。
拉普拉斯獸是由法國數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯於1814年提出的一種科學假設 。此「獸」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。
這個刑場是一個密室,刑具是錘子和毒藥瓶,這個錘子由電子開關控制,而電子開關又由放射性原子控制。如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,貓必死無疑。不過,原子核的衰變是隨機事件。儘管人們能精確知道原子核衰變時刻的概率,卻無法判斷它具體何時衰變。所以,儘管薛丁格之貓必死無疑,人們卻無法得知它具體何時死亡。這麼說來,打開密室前,這隻貓便處於生死疊加的狀態。
比賽開始,當阿喀琉斯追到100米時,烏龜已經向前爬了10米;阿喀琉斯繼續追,而當他追完烏龜爬的10米時,烏龜又已經向前爬了1米;阿喀琉斯只能再追向前面的1米,可烏龜又已經向前爬了1/10米;就這樣,芝諾之龜總能與阿喀琉斯保持一個距離,不管這個距離有多小,但只要烏龜不停地奮力向前爬,阿喀琉斯就永遠也追不上烏龜!
除了這赫赫有名的四大神獸,物理學上還有很多魑魅魍魎,但無論什麼樣的神獸,最終都會被科學馴服。
芝諾的烏龜基本已經死了,微積分的基礎便是建立在它的屍體上。
拉普拉斯獸大約在龐加萊時代就被混沌效應的引入給推翻了,再加上後來的海森堡的臨門一腳,拉普拉斯獸已經逃回威斯特敏斯特教堂為爵爺守靈了。
麥克斯韋妖將資訊理論中的信息量定義與熱力學中的熵聯繫了起來,尋求到了自己新的保護門派。
薛丁格的貓現在還是不知是死是活,躲在量子力派的屋簷下瑟瑟發抖,但大多數科學家喜歡上了這隻寵物。
實際上這些神獸都是人們思維的想像,也正是這些思維的結晶促進了人類社會的發展。