「我們知道的東西是有限的,我們不知道的東西則是無窮的。」
——拉普拉斯
科學殿堂上,曾有這樣一群神獸,他們神出鬼沒,倒轉時空,乃至超越生死。
他們有的被馴服,有的至今仍然等待被收服。
看起來輕若無物的蝴蝶,到底為何能以四兩之力,攪亂乾坤?
科學界最著名的貓,從未有人見過它,卻為何在不斷挑戰量子世界的邊界?
區區一隻兔子,卻為何能揭秘大自然的普遍存在的奧秘?
..... .....
這些神獸亦正亦邪,互相之間各有恩怨,有時給科學聖殿帶來難以理解的困擾,有時也給那些天才的科學家指明了方向和道路。
這些神獸中有些你會很熟悉,有些你也許不那麼熟悉。作為人類的我們有必要了解這些神獸,了解神獸背後那些波瀾壯闊的思想歷程。
薛丁格的貓
誰能想到薛丁格的一直擼貓實驗,會讓他的貓比他更出名呢?
20世紀的物理學界妖風四起,薛丁格的貓橫空出世,席捲了整個物理帝國。
儘管在神獸中,薛丁格的貓名頭最響,但相比其他神獸。它的狀況卻是最慘的。
自始至終,它都活在物理帝國的刑場上,並且擁有者即死又活的絕招。
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。
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。
雖說薛丁格創造的這隻貓是為了普羅大眾更方便理解這個量子物理,然而最終卻讓這隻貓成為了大家的噩夢。
後來關於它的各類解說和研究紛至沓來,不斷有人試圖給它找到一個安葬的地方。
儘管從未有人見過它,但實驗室的科學家卻異口同聲地證實他們見過薛丁格之貓的幽靈。
他們甚至打算將帶到宏觀世界,從而挑戰量子世界的邊界。
然而迄今為止,量子力學已經取得了巨大發展,這只可憐的貓咪卻依然在生死邊界遊走。
洛倫茲的蝴蝶
誰能想到,一隻看似輕飄的蝴蝶,竟然也能給了牛頓狠狠一擊。
畢竟這隻任性的南美洲的蝴蝶,輕輕扇動翅膀,結果就可能引發美國德克薩斯州的一場龍捲風。
是的,大家我們耳熟能詳的「蝴蝶效應」,其實最早來源於混沌理論當中。
它用來形容的是一類對初始條件異常敏感,並由於確定性的非線性系統而導致的結果產生巨大差異的現象。
而這種行為的隨機不確定性,也直接從根本上否定了決定論。
甚至有科學家認為,「混沌理論」是能與相對論、量子力學並列的,20世紀最偉大的物理學理論。量子力學挑戰了微觀世界的物理因果律,而混沌理論則否定了宏觀世界拉普拉斯式的決定型因果律。
相比起量子力學只揭示了微觀世界的不可預測性,混沌理論直接在遵循牛頓定律的常規尺度下,直指論證了宏觀系統本身也普遍具有隨機性。
而洛倫茲的蝴蝶,也站在科學帝國的金字塔尖俯視著整個人類。
斐波那契的兔子
斐波那契的兔子,其實也可稱為科學界中不死之兔的繁衍秘密。
何以見得?
義大利數學家斐波那契在他的名著《算法之書》中提出的一個問題:
假定每對大兔每月能生產一對小兔,而每對小兔生長兩個月就成為大兔。由一對兔子開始,一年後可以繁殖成多少對兔子?
如果把每月的兔子數量列出來,就是:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233……
正因為它的種種神奇性質,美國數學會甚至從1960年代起出版了《斐波納契數列》季刊。
關於斐波那契數列,有一個恆等式是這樣的。
這個等式很漂亮,不需要藉助複雜的數學推導,因為它有一個很直觀的證明方法。
你連線就會得到這條優美而著名的黃金分割曲線:
斐波那契數列經典而神秘,簡單而深刻,特殊而普遍。