发布网友 发布时间:2023-01-08 14:57
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热心网友 时间:2023-09-20 21:05
芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫,它们是著名的物理学四大神兽。
1、芝诺的乌龟
公元前464年,芝诺祭出了自己的乌龟和阿喀琉斯赛跑,芝诺提出了自己乌龟跑得比较慢,需要先跑100米,而阿喀琉斯的速度是芝诺的龟的十倍,所以同意了这个要求。
比赛就这样开始了,阿喀琉斯开始奋力直追,当他跑到100米追到乌龟的时候,发现乌龟跑到了110米,当他跑到110米的时候,发现乌龟已经跑到了111米,当他跑到111米的时候,乌龟已经跑到了111.1米。阿喀琉斯忽然发现,他永远追不上芝诺的龟了,因为无论当他追上芝诺的龟多少次,芝诺的龟都会往前跑一截,哪怕这个距离可能只有一步,半步,0.1步。他确实追不上芝诺的龟。
芝诺的龟从此崛起,无论谁来和它赛跑,只要让它先跑,它就永远立于不败之地。芝诺的龟就是强在于它可以运用无限,我比你多0.1米,0.01米,0.001米,可以无限小下去。现实生活中,我们当然可以得知,阿喀琉斯可以轻松追上芝诺的龟,这是个违背现实的悖论。但是在理论中,当两者之间的距离可以无限的细分下去时,芝诺的龟和与阿喀琉斯将永远保持一个距离,虽然这个距离会无限小,但阿喀琉斯却永远也追不上芝诺的龟。
2、拉普拉斯兽
1814年,法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯提出了“拉普拉斯兽”,根据设定,它可以知晓宇宙的过去、现在和未来,并且在人们对于宇宙的未来感到好奇,对于人类的命运感到大量不确定的时候,“拉普拉斯兽”直接就给出了答案。
在这个设定中,“拉普拉斯兽”能确定从宇宙中最大的天体,一直到宇宙中最小的原子,它们运动时候的即时状态,然后从牛顿的力学角度出发,就可以直接推算出宇宙的整个演化史。
当然,从现代科学研究的角度来说,“拉普拉斯兽”和芝诺的乌龟一样,都是一个悖论,不过,仍然有很多伟大的科学家相信“拉普拉斯兽”,其中就包括爱因斯坦。
爱因斯坦认为,宇宙中的一切都是存在着既定规律的,不过事实上,宇宙中任何一个微小的变化,则都可能会改变宇宙的未来,就好像是著名的“蝴蝶效应”一样,所以,“拉普拉斯兽”本身也是一个伪命题,如果宇宙的结局是设定好的,那么,人类不也是一样?
3、麦克斯韦妖
它是由于热力学第二定律中,认为宇宙最终会因为“热寂”(热平衡)而走向毁灭,从而让人们感到悲观和绝望,为了消除这种消极情绪而出现的“神兽”。
“热力学第二定律”,简单来说,就是热量的自发传递转移,只能是从高温转移到低温,低温是无法自发向高温转移的。这也意味着,在宇宙中,高温一直向低温转移,并且最终会达到热平衡,而当宇宙热平衡出现后,就会让宇宙再也无法产生可以维持宇宙继续前进的能量,同时,也无法让宇宙中的生命继续存在。
这样一来,也就意味着当宇宙中出现了热平衡,那么,宇宙也就走向了终结,如果那个时候人类还存在,那么,人类的最终命运也会是如此。
这个观点看起来真会让人觉得非常可怕,因为它相当于直接给宇宙和人类都判了死刑,在此基础上,麦克斯韦妖出现了,它认为宇宙中的分子结构中,是仍然可以出现热量不均衡的情况,所以,宇宙的热平衡永远无法达到,人类也不用担心未来有一天会因为宇宙的热平衡而毁灭。
4、薛定谔的猫
简单来说,这也是一个思想实验,假设在一个装有放射性元素的盒子里,放入一只猫后将盒子密封,由于不确定放射性元素是否衰变,那么,也就不知道盒子里的猫是否还活着。
这样一来,也就会出现2种可能性,第一种,盒子里的猫已经死掉了;第二种,盒子里的猫还活着。想要知道答案,就需要将盒子打开看看,才可以得知答案。
不过,如果将量子力学和平行宇宙的概念也加入,那么,还有另外一种可能性是:即使我们打开了盒子,看到了一只还活着的猫,可是,这只猫究竟是不是原来那只猫呢?它或许可以是另外一只猫,比方说来自于平行宇宙之中。