你知道“四大神兽”是指什么吗?
物理学中的四大神兽:芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫。
1、芝诺的乌龟。
芝诺是古希腊数学、哲学家,以芝诺悖论著称于世。
芝诺龟,又被称为芝诺悖论。这是一只在赛跑中无论什么动物都追不上它的乌龟:在芝诺龟与速度比它快10倍的海神之子阿喀琉斯赛跑时,芝诺龟先阿喀琉斯跑100米。尽管阿喀琉斯的速度比芝诺龟快,可是他永远追不上芝诺龟,无论如何芝诺龟都比他快1/10。
尽管阿喀琉斯可以提速跑过芝诺龟,甚至一脚踩死他,可是在追求证据和准确实践的物理学中却无法超越。阿喀琉斯如何超越芝诺龟的问题整整流传了2000多年。
物理学家牛顿和数学家莱布茨尼创造出微积分后,才终于令阿喀琉斯超越了这只千年神龟。也就是说芝诺的乌龟基本已经死了,微积分的基础便是建立在他的尸体上。
2、拉普拉斯兽。
拉普拉斯是法国分析学家、概率论学家和物理学家,法国科学院院士,主要成就是天体力学,拉普拉斯变换等。
拉普拉斯兽,此“恶魔”知道宇宙中每个原子确切的位置和动量,能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程,过去以及未来。但拉普拉斯兽在提出100年之后,就被开尔文和海森堡用量子力学打败了。
3、麦克斯韦妖。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,英国物理学家,数学家,经典电动力学创始人,统计物理学奠基人之一,提出了著名的麦克斯韦方程组。
麦克斯韦妖可以简单的这样描述,一个绝热容器被分成相等的两格,中间是由“妖”控制的一扇小“门”,容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击,“门”可以选择性地将速度较快的分子放入一格,而较慢的分子放入另一格。
这样,其中的一格就会比另外一格温度高,可以利用此温差,驱动热机做功。这是第二类永动机的一个范例。麦克斯韦妖将信息论中的信息量定义与热力学的熵联系了起来,寻求新的保护。
4、薛定谔的猫。
埃尔温·薛定谔是奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,提出了著名的薛定谔方程和薛定谔的猫思想实验,曾于1933年获得诺贝尔物理学奖。而他提出的薛定谔的猫思想更为有趣。
薛定谔的猫是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。
根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。
但实际上猫是不可能处于这种既死又生的状态的,要想知道它是死是活,只有打开箱子才知道。也就是说薛定谔的猫,现在还是不知是死还是活,躲在量子力学派的屋檐下瑟瑟发抖。很多人喜欢这个宠物。