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?

2020-12-04 科學新視界

物理學可以說是人類科學的重要組成部分了,對物理學的追溯可以到幾千年前。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。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。這個思想實驗講的是假如有一隻貓被關在一個裝有有毒氣體的箱子裡,而決定有毒氣體是否釋放的開關則是一個放射性原子。在這個實驗裡,如果反射性原子發生衰變,那麼毒氣就會釋放,這個貓就會被毒死。而這個原子是否衰變是不可知的,我們想要知道這隻貓是否死亡,只能打開這個箱子來看。但是在我們沒有打開箱子觀看時,這隻貓是處於生與死的疊加態的,也就是半死半活的狀態。

薛丁格的貓這個思想實驗的厲害之處是從宏觀尺度闡述了微觀世界的量子疊加原理。也就是將微觀不確定轉化為了宏觀不確定。

除了薛丁格的貓以外,另外三大神獸分別是芝諾龜,拉普拉斯獸與麥克斯韋妖。

2.芝諾龜

古希臘數學家和哲學家芝諾在當年提出過一種烏龜,這隻烏龜有一個特點,就是你永遠無法追上它。假設你的速度是這隻烏龜的十倍,那麼你依舊只能在追趕時無限的逼近它,但是你始終無法超越它,這個問題一直困擾了人類很多年。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,這個神獸可以清楚地知道這個宇宙中每一個微觀粒子的運動數據與運動狀態。這時,我們就可以用簡單基本的牛頓定律去計算所有微觀粒子之前與之後的狀態。換句話說,這隻拉普拉斯獸可以預知未來。

然後拉普拉斯獸沒能如願以償,上世紀發展的量子力學表明了我們的宇宙並不是確定的,不確定性才是宇宙的本質,因此拉普拉斯獸夭折了。

4.麥克斯韋妖

麥克斯韋妖是1871年由電磁學領域的大佬詹姆斯麥克斯韋提出的。這個神獸是為了說明違反熱力學第二定律而專門虛構出來的一個妖怪,這隻妖怪可以控制單個分子的運動,從而讓這些分子對外做功進而就可以實現第二類永動機。但是這個麥克斯韋妖只是一種思想上的假設,現實中是不可能的存在不需要消耗能量就能自動對分子進行識別的裝置的。信息熵會啪啪的打臉。

因此在這種情況下,熱力學第二定律依然還是牢不可破的宇宙鐵律,因此永動機依然是不可能實現的。

以上就是物理學界的四大神獸了,這四大神獸都已經完成了各自的使命。然而物理學卻並未停止腳步,也不會停止腳步。如今的前沿物理依舊在馬不停蹄地前進,物理學家們依舊在不辭辛勞地探索著宇宙的未知。新的理論也會在探索的過程中慢慢的形成,未來也許還會出現類似四大神獸一樣的物理學新概念。

相關焦點

  • 物理學上的四大「神獸」,除了薛丁格的貓,你還知道哪幾個?
    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。
  • 除了「薛丁格的貓」,物理學四大神獸還有誰?
    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定律和量子力學這時候,讓愛因斯坦都崇拜不已的電磁學大牛麥克斯韋創立了物理學史上第三大神獸——麥克斯韋妖。如果這神獸真的存在,或許創立違背熱力學第2定律的永動機就不是夢了,走向熵寂的宇宙也有起死回生的可能。
  • 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。就這樣,烏龜會製造出無窮個起點,它總能在起點與自己之間製造出一個距離,不管這個距離有多小,但只要烏龜不停地奮力向前爬,阿基裡斯就永遠也追不上烏龜!在我國古代也有類似的的例子:一尺之棰,日取其半,萬世不竭,這句話出自《莊子 天下篇》。雖然在我們看來,不說阿基裡斯,連我們普通人都能輕鬆追上芝諾的烏龜,可是在物理學上就需要更為嚴謹的邏輯證明。
  • 物理學四大神獸你知道嗎?
    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。
  • 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。
  • 物理學上的四大神獸
    在科學這座聖殿裡,沒有蠻橫的神獸,只有馴服的寵物。 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。
  • 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」。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。
  • 物理學上的四大神獸,你都知道是什麼嗎?
    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。今天就和大家說說。
  • 物理學的「四大神獸」
    哈嘍,大家好,我是崽偉,今天我們來講講物理學的四大神獸。四大神獸大家肯定都知道。分別是芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。那麼你們知道它們的定義嗎?那麼人類,什麼時候才能追上烏龜?在注重嚴密的公式和和嚴謹的論證物理學中,這個問題困擾了,物理學家2000年。其實單靠物理學是無法解釋清楚的。因為根據公式算,人類永遠也追不上烏龜,可是在現實中人類不可能追不上烏龜。所以這個問題涉及數學的極限概念,直到微積分這門學科的建立。
  • 科學史上五大神獸,除了薛丁格的貓,你知道其它四大神獸嗎?
    因為科學家不僅在科學研究上具有相當高的造詣,而且他們還非常善於講故事!第一個故事:薛丁格的貓上世紀八十年代某個紅極一時的樂隊有首標題為「恐懼之淚」的歌曲中,有一句歌詞是「薛丁格的貓死在了這個世界」,所以大家都知道薛丁格的貓最終還是死了!
  • 物理學「四大神獸」之薛丁格的貓
    談到不確定性和量子疊加態,薛丁格同愛因斯坦一樣持反對態度。科學的目的,就是要發現事物的運行規律,準確地把握事物的發展趨勢。量子力學卻搞出了一個「不確定性原理」,意味著科學家像牌桌上的賭徒,只能依靠擲骰子猜數字混日子了。受到原子核衰變的啟發,薛丁格設計了一套假想實驗來嘲笑哥本哈根解釋。
  • 【物理科普】物理學界的四大神獸,芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓.
    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。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。這四大神獸亦正亦邪,它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。
  • 物理學「四大神獸」:除了又死又活的貓,還有扭轉宇宙結局的妖
    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」。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。
  • 除了薛丁格的貓,物理學的其他三神獸是何,科學家搞定它們了嗎?
    愛因斯坦是「c位」,薛丁格在第三排,位置正好和愛因斯坦對應。這些人對物理學乃至全人類的社會進步,都做出了傑出貢獻。但科學從來都不是一帆風順的,他們起初提出的一些理論是不能夠被其他物理學家普遍接受的,甚至攻擊他們的理論是悖論,無法解釋。這也導致了物理學界有了「四大神獸」,每一個神獸的背後,都是一個看似無法解釋的理論,引起了無數物理學家的探索。
  • 科學界4大神獸聚集:麥克斯韋妖是什麼?通俗易懂的物理學!
    今天小編就來和大家詳細的聊聊物理學界的四大神獸,看科學家們是如何讓普通人也能聽懂高深的理論的。這四大神獸分別是:芝諾的烏龜,拉普拉斯獸,麥克斯韋妖和薛丁格的貓。這四大神獸中,芝諾的烏龜對應的是微積分,拉普拉斯獸對應的是經典力學,麥克斯韋妖對應的是熱力學第二定律,薛丁格的貓對應的是量子力學。
  • 物理學的「四大神獸」,又兇又萌,還有超能力!
    物理學是一個美麗而又令人著迷的學科,它有著四大神獸為其鎮守邊疆。這四大神獸又兇又萌,還個個擁有超能力,讓我們一起來看看吧!麥克斯韋統一了電與磁,和牛頓一起開創了近乎完美的經典物理學時代,以至於使人們認為物理學大廈已經建成,「物理學已經無所作為,往後無非在已知規律的小數點後面加上幾個數字而已。」由此可見麥克斯韋的偉大。
  • 物理學之四大神獸(1)——芝諾的烏龜
    物理學史上有著名的四大神獸,分別是芝諾的烏龜,拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。
  • 物理學四大神獸——麥克斯韋妖
    麥克斯韋妖物理學上存在著四大神獸——芝諾的烏龜、拉普拉斯精靈、薛丁格的貓和麥克斯韋妖,這四大神獸出現時可把當時的科學家折磨慘了。簡單點說分子運動快就溫度高,分子運動慢就溫度低,我們常說的絕對零度是不可能達到的就是因為只有分子不運動時才能達到,而我們都知道分子都是不停做無規則運動的。
  • 物理界的「四大神獸」,你知道多少呢?
    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!
  • 物理中也有四大神獸,個個本領強大
    但其實深入了解物理的話,你會發現它也不是那麼枯燥,相反還十分有趣。相信大家都知道,我們中國自古以來就有四大神獸的傳說,這是前人天馬行空的想像力的產物。殊不知,讓我們最頭疼的物理當中,也有四大神獸的存在,那麼接下來我們一起來看看這四大神獸到底是什麼吧。