在物理学中的“四大神兽”分别是什么东西呢?
在物理学中的“四大神兽“分别是什么东西呢?
一提到四大神兽,大家首先想到的是古代中国的四大神兽。殊不知在物理学中也存在着“四大神兽“,而且这四个神兽还对应着四个经典的物理学理论。而且这四大神兽也有着自己独特的能力,芝诺的乌龟是可以压缩空间,拉普拉斯兽擅长推理。麦克斯韦妖可穿梭在时间之中。而薛定谔的猫能左右生死。看着是不是觉得这四个神兽很牛的样子呢?那他们到底是什么东西呢?
芝诺的乌龟:压缩空间芝诺的龟出自外国一科学家的理论。无独有偶,在中国古代文献中也有类似于这样的论述。芝诺佯谬来自于亚里士多德书中的理论。而且这一理论非常复杂,共有四个版本,分别是二分法悖论,阿基里斯和龟,飞矢不动,和运动场,至于具体是什么就不一一详说了。这四种可分为两组,前两个是假设时空连续,后两个是假设时空是分立的,阿基里斯与乌龟的本质就是对时间度量做了一个变换,把正常世界的时间和芝诺度量结合,通过芝诺钟的指示看待生活中的运动的问题,结论自然不一样,阿基里斯与龟的悖论来自于芝诺钟的局限性,他是错误的
拉普拉斯兽:擅长推理普拉斯的妖同样也是一个著名的思想实验,最早提出他的是法国的一名科学家。意思是能量一直不变,但是随着热力学的发展,这样的观点在人们心中已经动摇,不在和以前一样坚信不疑这就是正确的,热力学第二定律在我们的物理书中有着 不可撼动的地位,只要考试就绝对有他的身影,也是他告诉了我们热力学系统的演化是一个不可逆过程,这也是拉普拉斯兽在人们心中动摇的重要原因之一。如果我们的宇宙中存在,那么由于拉普拉斯兽本身计算所造成的影响(如释放热量,熵增)宇宙的状态中并没有记录这些东。而要想记录这些影响,就需要一个另一个计算机全部计入再计算。笔者虽然没有系统的学习过拉普拉斯兽所以对他也不是很了解,但是我可以肯定的是这是不可能实现的。
麦克斯韦妖:穿梭时间宇宙中存在这样一个妖精,它能够一清二楚的知道每一个分子的运动速度,轨迹。如果有一个箱子,在中间有一个绝热的隔板,将他分成两部分,再在板子上开一个小洞,让麦克斯韦妖就站在洞口,将运动快的分子阻拦下来。时间长了,箱子一边将出现越来越多的运动快的分子,他们具有势能高温度高的特点。所以原来是出于平衡状态的箱子,就会出现一半热一半冷的现象,这明显与热力学第二定律是不吻合的,在现实世界中是不可能存在的,因此这也是不可能的。
薛定谔的猫:左右生死薛定谔的猫,这个不用说他也是不可能实现的,诸多科学家所做的实验都可以说明微观粒子处于叠加状态,那么它们是不是就不确定了。这是不是有点匪夷所思,所以我们要相信客观事物是始终存在的,也许只是目前未发现确凿的科学依据。
1.薛定谔的猫:超越生死。
薛定谔的猫是一只量子神兽,这是量子力学中最著名的思想实验之一。假设一只猫关在装有少量镭和毒药的密闭容器内,镭的衰变几率为50%,如果镭衰变,就会打碎装有毒药的装置,这样的话猫就会死,但是如果镭不发生衰变,那么猫就不会死,那么这只猫到底是活着还是死了呢?从我们的角度思考,猫要么活着,要么死了,但是从量子理论考虑的话,那么镭的衰变和没有衰变两种状态会叠加,所以猫的状态应该是处于活着和死了之间,也可以说猫活着也可以说猫死了。这就是薛定谔的猫,而我们打开盒子之后叠加开就会结束,这样我们观测到的是一个叠加态坍缩的结果。
2.芝诺的乌龟:缩地成寸。
芝诺的乌龟,这是一只人类永远也追不上的小乌龟,假设让世界冠军和这只乌龟跑步,让乌龟先跑一段距离,然后过一段时间乌龟又向前移动了一段距离,而跑步冠军则到了乌龟的起始点,先不管乌龟爬的有多慢,但是乌龟往前挪动一段距离,跑步冠军在这段时间后也会到达乌龟刚才的起始点,一直往下推论,跑步冠军和乌龟之间的距离就会越来越小,但是跑步冠军也永远追不上这只乌龟,这就是芝诺的乌龟。在现实生活中,无论这只乌龟跑多远,我们都能追上,但是在物理学中,都需要有严密的逻辑推理和证明才可以存在。所以在过去的两千年里,我们都追不上这只乌龟,后来数学巨匠莱布尼兹与科学巨匠牛顿通过微积分中的极限法攻破了时空连续性,于是我们才追上了这只乌龟。
3.拉普拉斯兽:善推演,能知万物。
拉普拉斯兽是可以用物理定律推算出过去与未来的怪兽,这只怪兽神通广大,无所不知,只要他愿意动动手指和眼睛,记录下某一时刻宇宙中某个原子确切的位置和动量,它就可以用牛顿的简洁公式推算出宇宙的过去与未来,这就是拉普拉斯兽。人们不愿意相信自己的未来与过去可以被这只怪兽算的清清楚楚,在物理学家们用了将近百年的时间,这只妖死在了新诞生的热力学与量子力学的光芒中。
4.麦克斯韦妖:逆转时空。
麦克斯韦妖主要是说热力学第二定律的可能性,假如有一个密闭的容器,将其分成了两个部分,而在隔板的上面,有一个妖怪可以控制阀门儿,而麦克斯韦妖就站在这个门前盯住每一个分子,如果是运动快的分子,它就不让这个分子过去,而运动慢的分子它就把这个分子放过去,这样原本平衡的一个箱子就会出现一半热,一半冷的现象,而在麦克斯韦妖的管理下,两边的温差也会逐渐的变大,高温区的会越来越高,而低温区则会变得越来越低。但是这是与热力学第二定律相悖的,根据熵增定律,这一过程相反一下才是正确的。假如这个妖是真的存在的那么人类就可以研究出真正的永动机了。
一提到四大神兽,大家首先想到的是古代中国的四大神兽。殊不知在物理学中也存在着“四大神兽“,而且这四个神兽还对应着四个经典的物理学理论。而且这四大神兽也有着自己独特的能力,芝诺的乌龟是可以压缩空间,拉普拉斯兽擅长推理。麦克斯韦妖可穿梭在时间之中。而薛定谔的猫能左右生死。看着是不是觉得这四个神兽很牛的样子呢?那他们到底是什么东西呢?
芝诺的乌龟:压缩空间芝诺的龟出自外国一科学家的理论。无独有偶,在中国古代文献中也有类似于这样的论述。芝诺佯谬来自于亚里士多德书中的理论。而且这一理论非常复杂,共有四个版本,分别是二分法悖论,阿基里斯和龟,飞矢不动,和运动场,至于具体是什么就不一一详说了。这四种可分为两组,前两个是假设时空连续,后两个是假设时空是分立的,阿基里斯与乌龟的本质就是对时间度量做了一个变换,把正常世界的时间和芝诺度量结合,通过芝诺钟的指示看待生活中的运动的问题,结论自然不一样,阿基里斯与龟的悖论来自于芝诺钟的局限性,他是错误的
拉普拉斯兽:擅长推理普拉斯的妖同样也是一个著名的思想实验,最早提出他的是法国的一名科学家。意思是能量一直不变,但是随着热力学的发展,这样的观点在人们心中已经动摇,不在和以前一样坚信不疑这就是正确的,热力学第二定律在我们的物理书中有着 不可撼动的地位,只要考试就绝对有他的身影,也是他告诉了我们热力学系统的演化是一个不可逆过程,这也是拉普拉斯兽在人们心中动摇的重要原因之一。如果我们的宇宙中存在,那么由于拉普拉斯兽本身计算所造成的影响(如释放热量,熵增)宇宙的状态中并没有记录这些东。而要想记录这些影响,就需要一个另一个计算机全部计入再计算。笔者虽然没有系统的学习过拉普拉斯兽所以对他也不是很了解,但是我可以肯定的是这是不可能实现的。
麦克斯韦妖:穿梭时间宇宙中存在这样一个妖精,它能够一清二楚的知道每一个分子的运动速度,轨迹。如果有一个箱子,在中间有一个绝热的隔板,将他分成两部分,再在板子上开一个小洞,让麦克斯韦妖就站在洞口,将运动快的分子阻拦下来。时间长了,箱子一边将出现越来越多的运动快的分子,他们具有势能高温度高的特点。所以原来是出于平衡状态的箱子,就会出现一半热一半冷的现象,这明显与热力学第二定律是不吻合的,在现实世界中是不可能存在的,因此这也是不可能的。
薛定谔的猫:左右生死薛定谔的猫,这个不用说他也是不可能实现的,诸多科学家所做的实验都可以说明微观粒子处于叠加状态,那么它们是不是就不确定了。这是不是有点匪夷所思,所以我们要相信客观事物是始终存在的,也许只是目前未发现确凿的科学依据。
1.薛定谔的猫:超越生死。
薛定谔的猫是一只量子神兽,这是量子力学中最著名的思想实验之一。假设一只猫关在装有少量镭和毒药的密闭容器内,镭的衰变几率为50%,如果镭衰变,就会打碎装有毒药的装置,这样的话猫就会死,但是如果镭不发生衰变,那么猫就不会死,那么这只猫到底是活着还是死了呢?从我们的角度思考,猫要么活着,要么死了,但是从量子理论考虑的话,那么镭的衰变和没有衰变两种状态会叠加,所以猫的状态应该是处于活着和死了之间,也可以说猫活着也可以说猫死了。这就是薛定谔的猫,而我们打开盒子之后叠加开就会结束,这样我们观测到的是一个叠加态坍缩的结果。
2.芝诺的乌龟:缩地成寸。
芝诺的乌龟,这是一只人类永远也追不上的小乌龟,假设让世界冠军和这只乌龟跑步,让乌龟先跑一段距离,然后过一段时间乌龟又向前移动了一段距离,而跑步冠军则到了乌龟的起始点,先不管乌龟爬的有多慢,但是乌龟往前挪动一段距离,跑步冠军在这段时间后也会到达乌龟刚才的起始点,一直往下推论,跑步冠军和乌龟之间的距离就会越来越小,但是跑步冠军也永远追不上这只乌龟,这就是芝诺的乌龟。在现实生活中,无论这只乌龟跑多远,我们都能追上,但是在物理学中,都需要有严密的逻辑推理和证明才可以存在。所以在过去的两千年里,我们都追不上这只乌龟,后来数学巨匠莱布尼兹与科学巨匠牛顿通过微积分中的极限法攻破了时空连续性,于是我们才追上了这只乌龟。
3.拉普拉斯兽:善推演,能知万物。
拉普拉斯兽是可以用物理定律推算出过去与未来的怪兽,这只怪兽神通广大,无所不知,只要他愿意动动手指和眼睛,记录下某一时刻宇宙中某个原子确切的位置和动量,它就可以用牛顿的简洁公式推算出宇宙的过去与未来,这就是拉普拉斯兽。人们不愿意相信自己的未来与过去可以被这只怪兽算的清清楚楚,在物理学家们用了将近百年的时间,这只妖死在了新诞生的热力学与量子力学的光芒中。
4.麦克斯韦妖:逆转时空。
麦克斯韦妖主要是说热力学第二定律的可能性,假如有一个密闭的容器,将其分成了两个部分,而在隔板的上面,有一个妖怪可以控制阀门儿,而麦克斯韦妖就站在这个门前盯住每一个分子,如果是运动快的分子,它就不让这个分子过去,而运动慢的分子它就把这个分子放过去,这样原本平衡的一个箱子就会出现一半热,一半冷的现象,而在麦克斯韦妖的管理下,两边的温差也会逐渐的变大,高温区的会越来越高,而低温区则会变得越来越低。但是这是与热力学第二定律相悖的,根据熵增定律,这一过程相反一下才是正确的。假如这个妖是真的存在的那么人类就可以研究出真正的永动机了。
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来自:物理学四大妖
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