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物理神龜怎麼解釋

發布時間:2022-10-08 18:47:44

⑴ 物理學八大神獸是什麼

物理學只有四大神獸:

1、薛定諤的貓:超越生死。

薛定諤的貓是一隻量子神獸,這是量子力學中最著名的思想實驗之一。假設一隻貓關在裝有少量鐳和毒葯的密閉容器內,鐳的衰變幾率為50%,如果鐳衰變,就會打碎裝有毒葯的裝置,這樣的話貓就會死,但是如果鐳不發生衰變,那麼貓就不會死,

從人的角度思考,貓要麼活著,要麼死了,但是從量子理論考慮,鐳的衰變和沒有衰變兩種狀態會疊加,所以貓的狀態應該是處於活著和死了之間,也可以說貓活著也可以說貓死了。這就是薛定諤的貓,而我們打開盒子之後疊加開就會結束,這樣觀測到的是一個疊加態坍縮的結果。

(1)物理神龜怎麼解釋擴展閱讀:

當時麥克斯韋意識到自然界存在著與熵增加相拮抗的能量控制機制。但他無法清晰地說明這種機制。他只能詼諧地假定一種「妖」,能夠按照某種秩序和規則把作隨機熱運動的微粒分配到一定的相格里。麥克斯韋妖是耗散結構的一個雛形。

可以簡單的這樣描述,一個絕熱容器被分成相等的兩格,中間是由「妖」控制的一扇小「門」,容器中的空氣分子作無規則熱運動時會向門上撞擊,「門」可以選擇性的將速度較快的分子放入一格,而較慢的分子放入另一格,這樣,其中的一格就會比另外一格溫度高,可以利用此溫差,驅動熱機做功。這是第二類永動機的一個範例。

⑵ 物理學「四大神獸」:除了薛定諤的貓,另外三個是什麼

物理學十分注重實驗,最初的物理學理論就是從實驗中總結而來的。任何物理理論創立之後,都需要經過實驗的反復驗證。愛因斯坦的相對論提出百年之後,至今還在接受一系列嚴苛實驗的檢驗。

不過,有些實驗在現實中很難實現,所以物理學家提出了思想實驗,包括愛因斯坦、牛頓在內的很多大物理學家都有提出過。雖然只是思想上的實驗,但它們引發人深省,並推動了物理學的發展。在這些思想實驗中,有四個的名稱與動物有關,它們被冠以物理學「四大神獸」。

(1)芝諾的烏龜

這只「神獸」最初由物理學家、數學家拉普拉斯提出。從微觀上來看,宇宙萬物都是粒子,宇宙的運轉是所有粒子共同運動的結果。拉普拉斯妖知道宇宙中所有粒子的動量和位置,所以宇宙中發生的一切事情都是註定的,而且都能被計算出來。

但隨著量子力學的發展,物理學家意識到微觀世界被不確定性所支配,我們根本不可能同時准確測出一個粒子的動量和位置。另外,根據混沌理論,在我們試圖計算粒子的未來時,我們的計算行為會影響到粒子的運動,這種差異會被逐漸放大,從而導致結果變得不可預測。

最後,如果讓這物理學四大神獸互相掐架,大家覺得誰會贏呢?

⑶ 物理學四大神獸是什麼

物理學四大神獸是一個怪獸一個妖,一隻烏龜一隻貓。

1、芝諾的烏龜。

芝諾是古希臘數學、哲學家,以芝諾悖論著稱於世。

芝諾龜,又被稱為芝諾悖論。這是一隻在賽跑中無論什麼動物都追不上它的烏龜:在芝諾龜與速度比它快10倍的海神之子阿喀琉斯賽跑時,芝諾龜先阿喀琉斯跑100米。盡管阿喀琉斯的速度比芝諾龜快,可是他永遠追不上芝諾龜,無論如何芝諾龜都比他快1/10。

盡管阿喀琉斯可以提速跑過芝諾龜,甚至一腳踩死他,可是在追求證據和准確實踐的物理學中卻無法超越。阿喀琉斯如何超越芝諾龜的問題整整流傳了2000多年。

物理學家牛頓和數學家萊布茨尼創造出微積分後,才終於令阿喀琉斯超越了這只千年神龜。也就是說芝諾的烏龜基本已經死了,微積分的基礎便是建立在他的屍體上。

⑷ 物理四大神獸是什麼

物理四大神獸是芝諾烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖和薛定諤的貓。有些實驗在現實中很難實現,所以物理學家提出了思想實驗,包括愛因斯坦、牛頓在內的很多大物理學家都有提出過。雖然只是思想上的實驗,但它們引發人深省,並推動了物理學的發展。在這些思想實驗中,有四個的名稱與動物有關,它們被冠以物理學四大神獸。

四大神獸詳細內容

芝諾烏龜,一隻烏龜從起點走到終點,要先走完1/2路程,再走完剩下的1/2路程,繼續走完剩下的1/2路程一直重復下去,永遠走不完。問題在於,無限個數的元素組合,是可以得到有限值的。芝諾悖論中的無限段時間相加,得到的是有限時間,其中數學模型就是收斂級數。如果理解了這點,芝諾烏龜就沒有那麼神秘。

拉普拉斯獸,如果有一個智者,知道我們宇宙之初,所有粒子的狀態,那麼他就可以根據所有的定律,推算出宇宙任何時間的狀態。在經典物理學中,一切物質的運動都遵循力學原理,但是近代科學中,尤其是量子力學不確定性原理的出現,一舉粉碎了決定論,因為我們連單個粒子的狀態都確定不了,何來預言整個宇宙。

麥克斯韋妖,是大物理學家麥克斯韋,在1871年,針對熱力學提出的一個假想實驗。要破解麥克斯韋妖,需要明白這只妖區分慢分子和快分子,是需要信息的,而信息的獲得,也不可能無勞而獲,從而引出信息熵的概念,蘭道爾原理在信息熵和能量之間,建立起了嚴格的限制關系,使得麥克斯韋妖不可能存在。

薛定諤的貓,這只貓,把物理學折騰了快一個世紀,到目前都沒有讓人信服的詮釋。是指將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里。鐳的衰變存在幾率,如果鐳發生衰變,會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會死;如果鐳不發生衰變,貓就存活。根據量子力學理論,由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加,貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這只既死又活的貓就是所謂的薛定諤貓。

⑸ 物理學四大神獸是什麼 我聽說有物理學四大神獸的說法,其中有:薛定諤的貓,拉普拉斯鬼(妖/魔),另外

物理學四大神獸:芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛定諤的貓。

他們分別對應:微積分、經典力學、熱力學第二定律、量子力學。

四大神獸的能力:

1.芝諾的烏龜:縮地成寸。

2.拉普拉斯獸:善推演,能知萬物。

3.麥克斯韋妖:逆轉時空。

4.薛定諤的貓:超越生死。

⑹ 物理四神獸——芝諾的龜

物理學中有非常多的思想實驗,其中有四個比較出名,即芝諾的龜、拉普拉斯的妖、麥克斯韋的妖和薛定諤的貓。這四個思想實驗中的龜、妖、妖和貓也被戲稱為物理學四大神獸。從本篇開始,我將寫四篇文章對上述四個思想實驗做較為深入的解讀和分析。

一、芝諾悖論的四種表述

芝諾的龜出自於芝諾佯謬(也叫芝諾悖論,Zeno's paradox),而實際上,類似的悖論在中國古代的《莊子·天下篇》中就有描述。

芝諾佯謬來自於亞里士多德在其《物理學》的第VI卷中的轉述,共有四個版本:

1、二分法悖論。如圖1所示,現在有一個運動員從起跑點出發往終點跑去。他要想跑到終點,就必須先到達全程的一半處,而要想到達一半處,必須先到達1/4處,這個過程可以無限的進行下去,所以,他永遠到達不了終點,或者說,他根本動不了。

<figcaption>圖1 二分法示意圖</figcaption>

2、阿基里斯和龜。如圖2所示,阿基里斯追前面的一隻烏龜,阿基里斯的速度大於烏龜的速度。初始時烏龜處於A1處,等阿基里斯跑到A1處時,烏龜已經爬到A2處了;當阿基里斯再趕到A2處時,烏龜已經爬到A3處了......雖然每次追趕的距離越來越小,但是這個過程卻是可以永遠的進行下去的,因此阿基里斯永遠追不上烏龜。

<figcaption>圖2 阿基里斯和龜</figcaption>

3、飛矢不動。如圖3所示。一支飛行的箭是靜止的。由於每一時刻這支箭都有其確定的位置因而是靜止的,因此箭就不能處於運動狀態。《莊子·天下篇》說的也是這個道理:疾飛之箭,每一瞬間箭既在某點,又不在某點,即所謂的「不行」「不止」,也就說箭既不動也不停,辯證的意味深遠。另外,中國古代的名家慧施也提出過「飛鳥之景,未嘗動也」的類似說法。

<figcaption>圖3 飛矢不動</figcaption>

4、運動場。假設在操場上有觀眾席A,列隊B、C,如圖4所示,在一瞬間(一個最小時間單位)里,相對於觀眾席A,列隊B、C將分別各向右和左移動一個距離單位。而此時,對B而言C移動了兩個距離單位。也就是,隊列既可以在一瞬間(一個最小時間單位)里移動一個距離單位,也可以在半個最小時間單位里移動一個距離單位,這就產生了半個時間單位等於一個時間單位的矛盾。因此隊列是移動不了的。

<figcaption>圖4 運動場隊列示意圖</figcaption>

以上是芝諾悖論的四種表述,這四種可分為兩組,前兩個假設時空連續,後兩個假設時空是分立的。本文對悖論里的哲學辯證思想不做任何討論,只從數學的角度探討阿基里斯和龜悖論的原因,另外三個悖論感興趣的讀者可以自行研究。

二、阿基里斯和龜

本節我們詳細推導一下阿基里斯追不上烏龜的數學原理。實際上,這個悖論的本質是兩種不同的度量的比較,一個普通的時間 度量 ,在這個度量下阿基里斯最終追上了烏龜,另一個我們姑且稱作「芝諾鍾「 」,在這個度量下,即使時間趨向於正無窮,阿基里斯也追不上烏龜。

假設開始時阿基里斯與烏龜相距
,二者的速度分別為
和 ,顯然 。在普通鍾下,當 時阿基里斯追上烏龜。而對於芝諾鍾,每次阿基里斯到達烏龜本來所在的地方時,其「滴答」一下,也就是其值加一。因此,普通鍾和芝諾鍾的關系為:

<figcaption>圖5</figcaption>

因此有限的芝諾鍾時間下阿基里斯是追不上烏龜的。

三、分析和討論

阿基里斯與烏龜本質上來說就是對時間度量做了一個變換,把正常世界的時間映射到芝諾度量下,用芝諾鍾的指示看運動,結論自然不一樣。既然這是一個「佯謬」或者「悖論」,就說明這肯定是錯誤的。

也有人用量子力學中的「時空是離散的」這樣的結論來證明芝諾悖論是不成立的,實際上這是不對的。首先,芝諾悖論提出的時候和量子力學並沒有關系,其中的時空不連續也是辯證意義上的;其次,量子力學的時空是離散的並不是嚴謹的表達,實際上量子力學中並不存在時空離散這樣的理論或者結論,具體的內容此處不過多說明。總而言之,芝諾悖論與量子力學扯不上關系。

阿基里斯與龜的悖論來自於芝諾鍾的局限性,芝諾鍾所能描述的時間范圍只是普通鍾的一段,那麼,我們所使用的普通鍾是否也有局限性呢?答案是有的!普通鍾不能用來度量物體落入黑洞之後的過程,而物體向黑洞掉落的過程也需要無窮大的普通鍾時間。因此,為了描述與黑洞相關的現象,我們也需要找到一個新的鍾來度量這些過程。有興趣的讀者可以自行了解廣義相對論的內容。

歷史上,人們很早就開始懷疑「速度」這個量,這其中充滿了哲學的味道。相傳,在芝諾挑戰運動現實性的時候,希臘哲學家、犬儒注意的代表性人物第歐根尼(Diogenes,412~323BC)以反對者的面貌出現——他站起來,一言不發地走了幾個來回,然後又坐下,以此當做他優雅地反駁了芝諾。

註:本文部分內容引用國科大趙亞溥老師的力學講義和維基網路,文中圖片均來源於網路。

⑺ 物理四大神獸是什麼

物理學四大神獸:芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛定諤的貓。

分別對應微積分、經典力學、熱力學第二定律和量子力學。芝諾的烏龜時空雙修能縮地成寸,拉普拉斯獸明察大道推演萬物,麥克斯韋妖操控萬物逆轉陰陽,薛定諤的貓能製造宇宙超越生死。這四種偉大的神話生物既善良又邪惡。它們不僅困擾著聰明的科學家,也為試圖進化成神的人類指明了道路。

公元前464年,物理帝國的世紀體育競賽開始了,芝諾的烏龜與海神之子阿喀琉斯賽跑。阿喀琉斯體格強壯,肌肉發達,四肢強壯。芝諾的烏龜短小精悍,有著像火炬一樣的豆眼和結實厚重的龜殼。芝諾烏龜以身體狀況不佳為由申請提前100米跑。

四大神獸的能力:

1.芝諾的烏龜:縮地成寸。

2.拉普拉斯獸:善推演,能知萬物。

3.麥克斯韋妖:逆轉時空。

4.薛定諤的貓:超越生死。

⑻ 除了薛定諤的貓,物理學四大神獸,你還知道幾個

在現代科學中,尤其是量子力學的不確定性原理的出現一下子打破了決定論,因為我們甚至無法確定單個粒子的狀態,所以我們如何預測整個宇宙。

第一個是芝諾烏龜,古希臘數學家芝諾,在以前的490年-425前他就針對運動的不可分割性提出了著名的芝諾悖論,他說烏龜從起點到終點,我們需要先完成1/2的旅程,然後再完成剩餘的1/2的旅程,並繼續完成剩餘的1/2的旅程,然後我們不斷重復,永不結束,這個故事的延伸和阿基里斯追逐烏龜本質上是一樣的,芝諾悖論包含了微積分的概念,在此我不再闡述它的深層原理,在通用語言中,問題是無限數量的元素組合可以獲得有限值。

關於除了薛定諤的貓物理學四大神獸你還知道幾個呢的問題,今天就解釋到這里。

⑼ 物理系四大神獸,芝諾的烏龜,拉普拉斯獸,麥克斯韋妖,薛定諤的貓。四大燒腦

最終阿格硫斯追上了烏龜,
人類群起圍剿了拉普拉斯,
麥克斯韋依舊是一場夢,
那隻貓也只能永遠待在盒子里,
亦生亦死。

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