物理學四大神獸,除了薛丁格的貓,你還知道幾個

2020-12-03 黑洞中的星

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。

芝諾的烏龜,出生日期為公元前464,主人是芝諾,所屬門派為先賢哲學(微積分),神通是縮地成寸。芝諾烏龜的學名叫做阿基裡斯悖論,主要涉及到古希臘的哲學故事。偉大的古希臘英雄,善跑的阿基裡斯與芝諾的烏龜進行了一場賽跑。以我們的常識來看,烏龜這種動物,龜殼笨重,跑得極慢,怎麼能比得過強壯有力的阿基裡斯?阿基裡斯也是這麼想的,畢竟他的速度比烏龜快得多,於是他大度地讓了芝諾的烏龜100米。可是當他們開跑之後,阿基裡斯發現他無論如何都追不上芝諾的烏龜,因為在競賽中,追者首先必須到達被追者的出發點,當阿基裡斯追到100米時,烏龜已經又向前爬了10米,於是,一個新的起點產生了;阿基裡斯必須繼續追,而當他追到烏龜爬的這10米時,烏龜又已經向前爬了1米,阿基裡斯只能再追向那個1米。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。後來,微積分的出現讓我們打敗了這隻烏龜。

拉普拉斯獸,出生日期為1814年,主人是拉普拉斯,所屬門派為經典力學,神通是善推演,能知萬物。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。如果一個智者能知道某一刻所有自然運動的力和所有自然構成的物件的位置,假如他也能夠對這些數據進行分析,那宇宙裡最大的物體到最小的粒子的運動都會包含在一條簡單公式中。對於這智者來說沒有事物會是含糊的,而未來只會像過去般出現在他面前。」 拉普拉斯這裡所說的「智者」就是我們所講的拉普拉斯獸。

麥克斯韋妖,出生日期為1871年,主人是麥克斯韋,所屬門派為熱力學,神通是逆轉時空。除了一些民科以外,接受過現代科學教育的人都知道「永動機」是不可能實現的。但是在19世紀之前,無數的頂尖科學家都沉迷在永動機的世界裡不可自拔。在1871年,麥克斯韋針對熱力學的不完備性(主要針對熱力學第二定律),提出了著名的麥克斯韋妖。熱力學第二定律有很多種表述方法,最容易理解的就是:不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產生其他影響。

他主要是想說明一下有沒有可能有違背熱力學第二定律的可能性。他設想:在一個被分成兩個部分的絕熱容器中,中間隔板處有一個門,這個門可以選擇性地將速度較快的粒子(較熱)的放到右邊的格子裡,將較慢的粒子放到左邊的格子裡,這樣就形成了溫差,就可以利用這個溫差做功了。如果這個妖真的存在,那麼熱力學第二定律就是不成立的或者需要修改。看似沒毛病,但是麥克斯韋忽略了一點,就是妖怪獲取信息,做出判斷需要消耗能量,因此熱力學第二定律仍然正確。

薛丁格之貓,出生日期為1935年,主人是薛丁格,所屬門派為量子力學,神通是超越生死。這個思想實驗提出是為了反對哥本哈根學派的的量子疊加態,解釋量子力學的邊界問題,卻反被玻爾等人利用,反倒成為了量子疊加態學說的守護神。

這個思想實驗大概就是說將一隻貓放在一個裝有少量放射性物質和氰化物的密封盒子裡,這裡面的放射性物質就是開關,當發生衰變後,機關就會被觸發,劇毒的氰化物就會被釋放,貓就會被毒死。這裡這個放射性物質下一秒是否會發生衰變十萬群不可預測的,在一秒鐘過後,根據量子力學的理論,盒子裡的放射性物質處於衰變和沒有衰變的疊加態,反映在貓身上就是貓處在半死半活,既死又活的狀態,想要知道具體的結果,我們需要打開盒子才能知道。而量子力學認為,當打開盒子的一瞬間,疊加態就會坍縮成一種唯一的確定態,即我們觀察到的現象,貓要麼活著,要麼死了。

薛丁格的貓也因此成為了四大神獸裡最慘的一隻,後來科學家們試圖用平行世界的理論來救這隻貓,但是至今人類還沒有成功。

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。
  • 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?
    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。
  • 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定律和量子力學然而人類對這隻千年老烏龜依然耿耿於懷,從哲學到前沿物理學,人們還常常拿它吵架。
  • 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「四大神獸」:除了薛丁格的貓,另外三個是什麼?
    ,最初的物理學理論就是從實驗中總結而來的。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。
  • 物理學「四大神獸」之薛丁格的貓
    例如,在一大塊鈾礦中,存在著大量的鈾原子核發生衰變,我們就會觀測到一個穩定的射線強度;但是,如果只有幾個鈾原子核,就不能確切地知道什麼時候會發生一次鈾原子核衰變了。原子核裂變示意圖一個可能發生衰變的原子核,它可以處於未衰變和已衰變兩種狀態的疊加態。
  • 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。
  • 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?他根據牛頓定律,設想:宇宙間存在一隻神獸,他神通廣大,無所不知,能知道宇宙天美一個原子的位置和動量,並能計算出宇宙的過去現在和未來。人們管這隻神獸叫拉普拉斯獸。其實這隻神獸並沒有困擾物理學家很久。
  • 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。
  • 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?
    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!但其實薛丁格的貓沒有死,至少還沒發確定!
  • 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「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」。(2)薛丁格的貓於是,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。
  • 【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。
  • 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。
  • 薛丁格的貓是什麼?
    薛丁格的貓是物理學的四大神獸之一,並非是指某種動物,而是一種思維實驗。接下來講一下這個實驗的背景故事。二十世紀物理學的兩大支柱相對論和量子力學,大家對相對論比較了解,或者是即使不懂什麼意思但是會經常聽說。
  • 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。
  • 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。
  • 破解物理學四大神獸之薛丁格的貓悖論
    不信請看天才物理學家薛丁格在1935年提出的「薛丁格的貓」悖論。 設想在一個封閉的匣子裡,有一隻活貓及一瓶毒藥。我們只有在揭開蓋子的一瞬間,才能確切地知道貓是死是活。 一隻又死又活的貓,在現實世界是不可想像的。