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    物理学四大神兽

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    • 虽然科学家不相信迷信观点,但是,这并不影响科学家们来创造“妖精”,当然,这里的“妖精”并不是什么疯狂的生物实验,而是物流学家在论证一些观点的时候,所提出的一些可以用来进行佐证的“实验假想妖”。
      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,那么,它们每一个都代表着什么呢?今天,就让我们一同来看看物理学的四大神兽。
      芝诺的乌龟
      这是一个你明知道它是错误的,但是你却无法进行反驳的悖论,这个悖论的主角是一只假想中的“乌龟”,它正在和古希腊神话中一名非常擅长跑步的英雄——阿基里斯,进行一场永远无法停下来的赛跑。
      我们都知道,乌龟的速度很慢的,于是,在这场竞赛中,假设阿基里斯的速度是乌龟的10倍,并且让乌龟提前出发100米后,阿基里斯才进行追赶。
      假设他们都在进行匀速运动,当阿基里斯跑了100米之后,这个时候,乌龟再次向前前进了10米,于是,阿基里斯又开始追赶乌龟,不过,当阿基里斯再次跑了10米后,乌龟仍然领先他1米。这也意味着,在匀速前进的情况下,只要乌龟一直不停前进,那么,阿基里斯无论如何,都是追赶不上这只一直匀速前进的乌龟,无论距离多么小,但是因为十分之一的差距永远存在,所以,阿基里斯永远都追赶不上乌龟。
      其实,这个悖论本身就是存在着问题,而且在现实中,这种情况也是不会存在的,但是,根据这个悖论的设定,却是永远也无法对它进行破解。
      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,看起来是不是非常的神奇?
      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?麦克斯韦妖接下来要介绍的这只物理学神兽,可是非常特别,它被称作“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”。
      先看什么是“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。
      自然,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,在这个基础上,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。
      由此可见,麦克斯韦妖似乎具有着拯救宇宙的力量,不过,多年来对于它的研究,也已经让它渐渐走下了神坛。当然,麦克斯韦妖的失败,也并不意味着宇宙“热寂论”的正确,因为宇宙的最终命运,还是存在着很多不确定因素的。薛定谔的猫在所有的物理学四大神兽之中,相信很多朋友最熟悉的神兽,应该就是薛定谔的猫了,它也是现代科学研究中,比较认可的一只“神兽”,因为如今伴随着研究,科学家们相信,平行宇宙或许真的存在。
      那么,究竟什么是“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。所以,薛定谔的猫如今也被认为可以用来证明平行宇宙。当然,除了这著名的四大神兽之外,未来伴随着物理学的发展,或许也会有更多的神兽的登场,一起拭目以待吧!
      物理学四大神兽
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