物理界的「四大神獸」,你知道多少呢?

2021-02-08 河南大學物理與電子學院

古來就有「麒麟圖畫鴻雁行,紫極出入黃金印」,也傳頌「衣冠兼盜賊,饕餮用斯須」,可是,你可聽過「死活玄乎薛丁格貓,因果可知拉普拉斯妖(魔)。運動悖論芝諾的龜,宇宙救星麥克斯韋妖。」。今天,小編帶你去了解物理界的「四大神獸」吧!

信息高速發展的今日,想必大家都對量子學並不陌生,可是你雖知愛因斯坦在量子學的一位奠基者,卻不一定了解他在量子學發展後期成為了一位鞭策者。對于波爾等新一派的概率論,愛因斯坦表示質疑,而薛丁格作為愛因斯坦的老友和與他「統一戰線的戰友」,自是和愛因斯坦站在同一方來質疑波爾的理論,於是著名的「薛丁格的貓」誕生。



 「薛丁格的貓」是指將一隻貓在裝有少量的鐳和氰化物的密閉容器中。鐳的衰變存在機率,如果鐳發生衰變,會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會「犧牲」,反之,貓就不會「犧牲」。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,而這隻生死玄乎的貓即為「薛丁格的貓」。

 

至於拉普拉斯妖,它是由法國數學家拉普拉斯提出一種科學假設。拉普拉斯由于堅信決定論,故提出可以將宇宙的現在視為過去的果和未來的因。而拉普拉斯妖知道宇宙中每個原子確切的位置和動量,能夠使用牛頓定理來展現宇宙事件的整個過程,過去以及未來。而建立在不可逆基礎的熱力學與建立在以可逆性為基礎的拉普拉斯妖產生了極大的衝突,而由於後來的雙縫實驗的成功,海森堡的測不準原理更向拉普拉斯妖發出致命的攻擊。最終,僅僅百年歷史的拉普拉斯妖「灰溜溜」被混沌效應擊敗。

 

公元前464年,物理帝國的世界競技開幕,芝諾的龜與海神之子阿喀琉斯賽跑。因為龜自知劣勢,所以申請提前奔跑100米,神深知自己速度是龜的十倍,就答應了。比賽開始,每當神往前追一米,烏龜又已經向前爬了十分之一米,就這樣芝諾的龜總能和神保持一個距離,無論這個距離多麼小,只要龜不停,神永遠也追不到龜。自此,芝諾的龜名氣大噪,無人匹敵。但是在兩千年後,數學巨匠萊布尼茨與科學巨匠牛頓創造微積分,用微積分中的極限將這隻兩千年的烏龜「緝拿歸案」。不過現在人們仍對這隻「秀氣的烏龜」念念不忘。

大家都知道熵增原理和第二定理,可是你曾想過宇宙的熵一直增加會使整個宇宙最後歸於一片寂靜(雖然滅亡時間有些長到令人安一萬個心),而麥克斯韋妖就在這時成為了「救星」.麥克斯韋假想,宇宙有這樣一個機制,這個機制他戲稱為「妖」,他窺探到了每個分子的一舉一動。假如有一個完全與外界隔絕的箱子,中間用一塊完全隔熱的板子隔開,出了一個小門,而麥克斯韋妖就站在小門前。他站在門前,盯住了每一個分子,如果是運動快的分子(勢能高,即比較熱),就不讓這個分子過去,如果是運動比較慢的分子(勢能低,即比較冷),就放它過去。久而久之,原本溫度平衡的箱子,就出現了一半熱一半冷的現象。這隻妖跟拉普拉斯妖不同,他成為了整個宇宙的「救星」。但是在一百五十年後,信息熵的提出讓他重創,最後人們發現這隻「可愛的小妖」只能存在於幻想中了。


  其實無論是中國文化界的「神獸們」,還是物理界的「神獸們」,都是前人智慧的碰撞和對自然,宇宙的探索。他們看起來是如此的獨特和美麗,吸引著來來往往的後人去了解、去憧憬、去思索。那麼,看完小編的介紹,「四大神獸」可否吸引了你對物理界奧秘的興趣?

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    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。
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    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。它們亦正亦邪,既給聰明的科學家帶來困擾,也給企圖進化成神的人類指明了道路。
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    很多人對中國四大神獸似乎不太了解,實際上,四大神獸同樣是很經典的翡翠題材,它們的寓意十分美好。傳說,在上古時代,人們就已經有東南西北四個方位的概念了,為了鎮壓妖魔鬼怪,人們用法力無邊的四大神獸給四個方位命名。
  • 物理學四大神獸,除了薛丁格的貓,你還知道幾個
    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。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。
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  • 上古四大神獸都和四大兇獸,你覺得誰的實力更勝一籌?
    中國上古四大神獸都和四大兇獸,你覺得誰的實力更勝一籌?四大神獸:東方青龍東方青龍是中國上古神話傳說中的神獸,青龍身似長蛇,麒麟首,鯉魚尾,面有長鬚,犄角像鹿,長有五爪,相貌非常的威武。青龍又名蒼龍,它在四靈中最為尊貴,實力更是不俗。自黃帝授命於天,威澤四方,龍就成為中華民族乃至整個中國的象徵。
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    上古最強四大神獸,看看你都認識哪些,鳳凰才排第二!而且饕餮由於具有非常強力的外表,所以他也被認為是四大神獸中攻擊力最為強大的。第四個就是玄武了,中國遠古時期四大神獸是白虎,朱雀,青龍,玄武,但是由於玄武不同於其他那些神獸,所以在他們之間脫穎而出,同時因為龜的壽命是非常的長久的,而玄武就像是那個模子裡刻出來的,所以玄武又成了長生不老的代表,被稱作了玄天上帝,真武大帝,成為了道教所信奉的上神。很多人說就是隋煬帝。
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