大家都知道希腊神话里的神兽有青龙、白虎、朱雀、玄武,不过物理界也有四只神兽,它们分别是追不上的乌龟、全知全能的精灵、操控冷热的妖精和半死不活的猫。这些神兽可不是真的生物,它们却横跨了数学、经典力学、热力学还有量子力学。大家觉得很头疼吧?今天我们就来简单聊聊这四只物理神兽。 第一只就是芝诺的乌龟,希腊英雄阿喀琉斯和它赛跑的时候,先给它留出100米的距离。阿喀琉斯跑了100米到了终点,这时候乌龟已经往前爬了一小段;等他跑到新位置,乌龟又往前挪了一点。虽然距离在不断缩小,可是阿喀琉斯却永远追不上这只乌龟。 拉普拉斯妖是最霸气的一个,它号称知晓宇宙一切。拉普拉斯说如果有一个智慧生命能够瞬间掌握所有粒子的位置和速度,再通过物理定律计算出来的话,它就能看清整个宇宙的过去、现在和未来。 麦克斯韦妖是个专门挑战热力学第二定律的“小妖精”,它守着一道小门只放行特定分子。我们都知道热量总是从热流向冷,万物最终走向混乱也就是熵增。但麦克斯韦妖却能把冷热分子精准分开而不消耗能量,让人误以为是造出了永动机。 薛定谔的猫是全网最火也是最让人崩溃的一个了。薛定谔为了吐槽量子力学,设计了一个思想实验:盒子里装着一只猫、放射性原子和毒药装置。如果原子衰变了,毒药就会释放出来把猫毒死;如果没有衰变,毒药就不会释放出来猫就活着。所以这只猫就处于既死又活的叠加态。 这四只物理神兽其实分别对应着微积分、极限、时空悖论、经典力学决定论、热力学第二定律还有量子力学叠加态这些领域。芝诺的乌龟让科学家头疼了上百年,直到微积分和极限理论出现才真正“追上”了它;拉普拉斯妖号称全知全能;麦克斯韦妖挑战热力学第二定律;薛定谔的猫则是量子世界里最经典的符号。 这次一次性给大家介绍完四大神兽:芝诺的乌龟永远追不上,拉普拉斯妖全知全能,麦克斯韦妖操控冷热对抗熵增还有薛定谔的猫处于既死又活的叠加态。 这个环球物理ID(huanqiuwuli)真是太有趣了!