物理學四大神獸 物理學四大神獸全解析,一次性看完!

地底人
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40 觀看·2025年10月10日
一次性看完物理學四大神獸是種怎樣的體驗
物理學四大神獸之薛定諤的貓
這是物理學家薛定諤針對量子物理學提出的一個思想實驗
假設將一隻貓關在裝有原子設備的密閉箱子裡
如果原子發生衰變 毒氣就會被釋放
這隻貓就會被毒死
而原子是否衰變並不可知
如果我們想要知道這隻貓的生死
就只能打開箱子來看
但這時問題就隨之出現了
如果我們沒有打開箱子
大部分人通常會認為貓只有兩種可能性
要麼是活的 要麼是死的
而且必須打開箱子後才能知道結果
而量子力學的特別之處在於
只要不打開箱子
我們就永遠不知道貓是死是活
這樣它將永遠處於生與死的疊加狀態
也就是半死半活的狀態
這也是薛定諤的貓的獨特之處
如果這個推論是成立的
不僅僅是貓
所有世間萬物
只要我們不去觀察
都會處於不確定的疊加狀態
從而使得微觀不確定原理
變成了宏觀不確定原理
客觀規律不以人的意識為轉移
貓既死又活違背了邏輯思維
而作為物理學四大神獸之一
薛定諤的貓的誕生備受爭議
也是目前唯一倖存的一隻
隨著量子物理學的發展
薛定諤的貓還延伸出了
平行宇宙的物理學問題和哲學爭議
雖然各類學者嘗試做出宏觀實驗
卻無法證明是否存在多重宇宙
只能證明量子力學的隨機性
並不是決定論
物理學四大神獸之
芝諾的烏龜
為什麼世界上跑得最快的人
卻追不上一隻烏龜
阿基里斯是古希臘一位
善於跑步的英雄
當他與烏龜賽跑時
假如烏龜五秒爬行一米
而阿基里斯每秒能跑十米
為了公平起見
阿基里斯讓烏龜先爬一百米
之後進行追趕
而數學家芝諾認為
阿基里斯永遠追不上這隻烏龜
因為當阿基里斯跑完一百米後
烏龜爬行了十米
阿基里斯只好再次出發追趕烏龜
但是在阿基里斯跑完十米後
烏龜又向前爬行了一米
如此循環下去
時間和距離可以無限分割
這隻烏龜就會製造出無數個奇點
它總能在奇點與自己之間
製造出一個距離
無論這個距離有多小
只要烏龜不停地向前爬
阿基里斯就永遠也追不上烏龜
這就是物理學中
可以縮地成寸的芝諾的烏龜
阿基里斯之所以永遠追不上烏龜
是因為芝諾認為
時間可以無限分割
總是存在更短的時間間隔
這看似是一個詭辯的悖論
其實是在質疑時間的本質
疑惑是否存在最小的時間間隔
直到幾千年後
量子力學的誕生
才解決了芝諾這個難題
在量子力學中
普朗克時間
是宇宙中最短的時間間隔
同樣宇宙中最短的長度單位
被稱為普朗克長度
從這個角度看
烏龜不可能製造出無限的奇點
而是在短暫的時間後
就會接觸到普朗克的時間範圍
這時就是阿基里斯追上烏龜的瞬間
其實
芝諾的烏龜
意義在於人類對時間的本質探索
或許在遙遠的未來
我們可以製造出時光機器
進行時空旅行
物理學四大神獸之
麥克思維妖
可以逆轉時空的麥克思維妖
是由物理學家麥克思維
針對傷增定律提出的假想妖
假設一個絕熱的容器
被分成兩個相等的盒子
中間有一隻小妖
控制一扇小門
當容器內的分子
做無規則的熱運動時
會撞擊中間的小門
而這隻小妖能準確地探測
並控制單個分子運動
而把慢速運動的分子丟進左邊
把快速運動的分子丟進右邊
從而使原本溫度平衡的絕熱容器
出現一個盒子的溫度
高於另一個盒子
在小妖的控制下
對等的兩個盒子左右部分
就形成了溫差
實現了自發性傷減
而這種情況的出現
與熱力學第二定律
傷增定律相違背
根據傷增定律解釋
在沒有外界的幹預下
熱量從高溫流向低溫
是不可逆的
而上升到宇宙層面
由於能量不斷減少
宇宙最終的結局
就是走向虛無的黑暗
變得一片死寂
而如果邁克斯維妖
被正視存在的話
就可以實現覆水可收
破鏡重圓
並且可以違背熱力學第二定律
製作出第二類永動機
宇宙也就能夠從傷跡走向重生
物理學四大神獸之
拉普拉斯妖
他神通廣大
無所不知
能推算出宇宙任意的過去和未來
這是由19世紀初
物理學家拉普拉斯
提出的假想妖
他認為
將宇宙現在的狀態
視為過去的果和未來的因
而宇宙中卻存在一種神獸
只要他願意
就能瞭解到
宇宙中每個原子確切的位置和動量
並能用牛頓定律
來展現宇宙的過去和未來
這就是全知全能的拉普拉斯妖
在這種理論下
世界變成了一臺精密的儀器
每一個粒子
每一個星球
乃至宇宙中的萬事萬物
都好像是設定好了一樣
所有人從出生到死亡
其經歷的一切
也都早已是安排好的
這讓當時的很多人
都感到無比的絕望
並認為
拉普拉斯妖
已不再是隻神獸
而是一隻可怕的惡魔
為了扼殺這隻惡魔的存在
直到20世紀初
隨著量子力學的崛起
以及海森堡提出了不確定性原理時
才與拉普拉斯決定論中
初始狀態和相互作用規律
確定性相衝突
並隨著混沌理論的興起
以及戈德爾不完備定理
從而暗示了人類的行為
具有一定程度的隨機性
和不可預測性
才使人們重新看到了
自由意志的希望
而僅存在西方100年的拉普拉斯妖
最終一命嗚呼
同時也成為了物理學四大神獸中
存在時間最短的一個
