我国古代有四大神兽,即青龙、白虎、朱雀、玄武。在古代又叫作四象、天之四灵,分布在东西南北四个方向,分别守护着天地四方。
我们的家里,也大多有神兽。
物理学上也有四大神兽:薛定谔的猫、芝诺龟,拉普拉斯兽与麦克斯韦妖,分别对应了四个物理学假想。看下了:
1、薛定谔的猫
薛定谔的猫(英文名称:Schrödinger's Cat)是奥地利著名物理学家薛定谔(Erwin Schrödinger, 1887年8月12日~1961年1月4日)提出的一个量子力学思想实验,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”。
薛定谔的猫这个思想实验从宏观尺度阐述了微观世界的量子叠加原理。也就是将微观不确定转化为了宏观不确定。
2、芝诺龟
古希腊数学家和哲学家芝诺在当年提出过一种乌龟,这只乌龟有一个特点,就是你永远无法追上它。假设你的速度是这只乌龟的十倍,那么你依旧只能在追赶时无限的逼近它,但是你始终无法超越它,这个问题一直困扰了人类很多年。直到后来牛顿与莱布尼茨发明了微积分,牛顿才用微积分的方法破解了芝诺龟悖论。
3.拉普拉斯兽
拉普拉斯兽(Démon de Laplace)是由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出的一种科学假设。
1814年法国数学家皮埃尔西蒙塔普拉斯构想了一种神兽名叫拉普拉斯兽。在拉普拉斯的设想中,这个神兽可以清楚地知道这个宇宙中每一个微观粒子的运动数据与运动状态。这时,我们就可以用简单基本的牛顿定律去计算所有微观粒子之前与之后的状态。换句话说,这只拉普拉斯兽可以预知未来。
然后拉普拉斯兽没能如愿以偿,上世纪发展的量子力学表明了我们的宇宙并不是确定的,不确定性才是宇宙的本质,因此拉普拉斯兽夭折了。
4.麦克斯韦妖
麦克斯韦妖是1871年由电磁学领域的大佬詹姆斯麦克斯韦提出的。这个神兽是为了说明违反热力学第二定律而专门虚构出来的一个妖怪,这只妖怪可以控制单个分子的运动,从而让这些分子对外做功进而就可以实现第二类永动机。但是这个麦克斯韦妖只是一种思想上的假设,现实中是不可能的存在不需要消耗能量就能自动对分子进行识别的装置的。信息熵会啪啪的打脸。
因此在这种情况下,热力学第二定律依然还是牢不可破的宇宙铁律,因此永动机依然是不可能实现的。
以上就是物理学界的四大神兽了,这四大神兽都已经完成了各自的使命。然而物理学却并未停止脚步,也不会停止脚步。如今的前沿物理依旧在马不停蹄地前进,物理学家们依旧在不辞辛劳地探索着宇宙的未知。新的理论也会在探索的过程中慢慢的形成,未来也许还会出现类似四大神兽一样的物理学新概念。
最后,科技界更是有7大神兽,你知道吗?