有人可能會認為科學研究是件很沉悶枯燥的事情，科學家都是那種帶著大大的眼鏡，腦子裡裝滿了各種奇怪的符號和公式，嘴裡說著一大堆讓人聽不懂的詞語，不食人間煙火的怪人。
但實際上，歷史上很多偉大的科學家並非如此。恰恰相反，他們既擁有深厚的知識，又富有想像力，在給人介紹自己的科研成果和思想時，常常想像出一些有趣的形象，讓人覺得好玩又容易被人理解。這些形象也反映了它們的創造者的可愛之處。
其中不少形象到現在都還被很多人所津津樂道。比如說，有這樣的兩隻妖和一隻貓。
01 拉普拉斯妖
拉普拉斯妖是法國數學家拉普拉斯在19世紀初提出的一個假設。
這隻妖知道宇宙中每個原子的確切位置和動量，在當時經典力學的知識框架下，通過牛頓定律就能了解宇宙發展的整個過程。
也就是說，他了解宇宙中過去、現在和未來任意時刻的狀態。這樣的存在，與其說是一隻妖，還不如說就是全知全能的上帝。
這樣的假設，隱含了一個令人沮喪的結論，那就是我們的命運實際上早就被安排好了。組成我們身體的分子，都會在牛頓定律的嚴格規則下運動，我們當下的一舉一動，都是由上一個時刻的狀態所決定的。
根據熱力學第二定律，萬事萬物都將趨於熵最大化。也就是說，宇宙的混亂程度是會變得越來越大的，而這個過程並不可逆。也就是說，拉普拉斯妖無法把宇宙的發展倒過來觀看，就像視頻倒放一樣。
就像一句話劇的臺詞裡所說：「你無法通過攪拌將果醬和布丁區分開來」。或者像查理.芒格在《窮查理寶典》中談到會計行業有職業道德敗壞的人時，語重心長地告誡我們說：「如果你把葡萄乾和大便攪在一起，你得到的仍然是大便」。
另外，隨著我們對物理世界的認知跳出牛頓定律的框架，進入到相對論和量子力學的階段，我們發現了微觀粒子的不確定性原理，即不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度。
上面提到的兩個物理規律，讓我們可以認為拉普拉斯妖的設想並不成立。而這兩個物理規律，又分別和下面要提到的另外兩個有意思的形象相關。
02 麥克斯韋妖
麥克斯韋妖是英國物理學家麥克斯韋在19世紀後期提出的設想。
熱力學第二定律的另一種等價的表述為，在沒有外界幹預的情況下，熱量總是從高溫物體轉向低溫物體的。
我們也知道，物體溫度的高低是由其分子的運動速度決定的，分子的運動速度越快，物體溫度越高，反之物體溫度越低。
麥克斯韋妖卻是可以違反這個定律的一隻妖。假設有一個絕熱的容器，容器裡面的分子做著隨機運動。容器的空間被分成兩半，中間有一扇門，這扇門由麥克斯韋妖看守。它檢查任何一個來到門口的分子，然後將運動速度較快的分子放入一邊，而速度較慢的分子放入另一邊。最終，其中的一邊就會比另外一邊溫度高。
麥克斯韋之所以提出這樣的設想，是他隱隱感覺，熱力學第二定律似乎並不符合日常經驗。確實，隨著我們對生命現象的認知越來越深入，現在可以很輕易地指出，麥克斯韋覺得不對勁的地方在哪裡：生命的成長就是不斷變得有序的過程，在我們身體的細胞層面，有無數個麥克斯韋妖在替我們工作，把有用的分子拿進來，把不需要的分子放出去。
當然，麥克斯韋妖並沒有違背熱力學第二定律，是因為它篩選分子的過程，是需要能量的，而這個能量就需要從外部輸入。我們可以找到方法分出混在一起的果醬和布丁，也可以想辦法把葡萄乾中的大便清洗掉，只是為此我們需要付出相應的努力。
03 薛丁格的貓
薛丁格的貓來源於奧地利物理學家薛丁格在20世紀提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗。
上文我們提到不確定性原理，也叫測不準原理，之所以說不能同時知道一個粒子的位置和它的速度，是因為當我們對其中一個量的測量越準，對另一個量的了解就越不確定。這也就意味著，當我們測試其中一個粒子的速度時，這個粒子的位置我們是不確定的。這樣可以進一步推出，這個粒子此時的位置可以有多種狀態，量子力學稱其為疊加態，也就是說，它即在這裡，又在其他地方。
和麥克斯韋一樣，薛丁格感覺到這個原理也不符合日常經驗，於是他構想了一個思想實驗：假設在一個封閉的盒子裡，有一隻活貓和一瓶毒性氣體，以及少量放射性物質。裡面有一種開關裝置，使得放射性物質衰變時，會釋放出毒性氣體並殺死這隻貓。又假定放射性物質在之後的一段時候內，有50%的概率發生衰變，50%的概率不衰變。
那麼問題來了，在這一段時間時候之後，貓是死是活呢？如果我們打開盒子，必然知道結果。但從量子力學的角度來看，在打開盒子之前，放射性物質有沒有衰變是不可知的，而貓的生死也是不可知的。由此可以得出結論，在打開盒子之前，這隻貓處於一種死與活的疊加態。
對於這樣反經驗反直覺的結論，愛因斯坦也很難接受，他為此曾經說過一句很著名的話：「上帝不擲骰子」。但儘管如此，量子力學包括它的不確定性原理已經成為公認的事實，量子計算機也成為熱門的研究方向。
越來越多的人開始關注量子力學，也關心薛丁格的貓最終的命運。
總結
科學還在不斷發展，我們對世界的認識
也越來越深刻。
拉普拉斯妖背後所呈現的知識，曾經讓我們第一次意識到，當我們掌握了最基本的宇宙規律，我們就有可能掌握了解釋一切的鑰匙，包括我們自己的命運。
麥克斯韋妖也讓我們明白，我們作為神秘的生命現象中，擁有有序智能的代表物種，在這個寂靜又無聊的宇宙中堪稱為奇蹟。
而薛丁格的貓又告訴我們，我們所生活的宇宙，遠比我們原本想像的要有趣得多。這裡充滿著不確定性，包括我們每個個體的命運。正如《阿甘正傳》裡說：「生活如同一盒巧克力，你永遠不知道下一顆是什麼味道」。我們要想知道生活的真相，唯一的方法就是投身其中，全心全意地擁抱它。