⑴ 物理学八大神兽是什么
物理学只有四大神兽:
1、薛定谔的猫:超越生死。
薛定谔的猫是一只量子神兽,这是量子力学中最着名的思想实验之一。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,
从人的角度思考,猫要么活着,要么死了,但是从量子理论考虑,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,这样观测到的是一个叠加态坍缩的结果。
(1)物理神龟怎么解释扩展阅读:
当时麦克斯韦意识到自然界存在着与熵增加相拮抗的能量控制机制。但他无法清晰地说明这种机制。他只能诙谐地假定一种“妖”,能够按照某种秩序和规则把作随机热运动的微粒分配到一定的相格里。麦克斯韦妖是耗散结构的一个雏形。
可以简单的这样描述,一个绝热容器被分成相等的两格,中间是由“妖”控制的一扇小“门”,容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击,“门”可以选择性的将速度较快的分子放入一格,而较慢的分子放入另一格,这样,其中的一格就会比另外一格温度高,可以利用此温差,驱动热机做功。这是第二类永动机的一个范例。
⑵ 物理学“四大神兽”:除了薛定谔的猫,另外三个是什么
物理学十分注重实验,最初的物理学理论就是从实验中总结而来的。任何物理理论创立之后,都需要经过实验的反复验证。爱因斯坦的相对论提出百年之后,至今还在接受一系列严苛实验的检验。
不过,有些实验在现实中很难实现,所以物理学家提出了思想实验,包括爱因斯坦、牛顿在内的很多大物理学家都有提出过。虽然只是思想上的实验,但它们引发人深省,并推动了物理学的发展。在这些思想实验中,有四个的名称与动物有关,它们被冠以物理学“四大神兽”。
(1)芝诺的乌龟
这只“神兽”最初由物理学家、数学家拉普拉斯提出。从微观上来看,宇宙万物都是粒子,宇宙的运转是所有粒子共同运动的结果。拉普拉斯妖知道宇宙中所有粒子的动量和位置,所以宇宙中发生的一切事情都是注定的,而且都能被计算出来。
但随着量子力学的发展,物理学家意识到微观世界被不确定性所支配,我们根本不可能同时准确测出一个粒子的动量和位置。另外,根据混沌理论,在我们试图计算粒子的未来时,我们的计算行为会影响到粒子的运动,这种差异会被逐渐放大,从而导致结果变得不可预测。
最后,如果让这物理学四大神兽互相掐架,大家觉得谁会赢呢?
⑶ 物理学四大神兽是什么
物理学四大神兽是一个怪兽一个妖,一只乌龟一只猫。
1、芝诺的乌龟。
芝诺是古希腊数学、哲学家,以芝诺悖论着称于世。
芝诺龟,又被称为芝诺悖论。这是一只在赛跑中无论什么动物都追不上它的乌龟:在芝诺龟与速度比它快10倍的海神之子阿喀琉斯赛跑时,芝诺龟先阿喀琉斯跑100米。尽管阿喀琉斯的速度比芝诺龟快,可是他永远追不上芝诺龟,无论如何芝诺龟都比他快1/10。
尽管阿喀琉斯可以提速跑过芝诺龟,甚至一脚踩死他,可是在追求证据和准确实践的物理学中却无法超越。阿喀琉斯如何超越芝诺龟的问题整整流传了2000多年。
物理学家牛顿和数学家莱布茨尼创造出微积分后,才终于令阿喀琉斯超越了这只千年神龟。也就是说芝诺的乌龟基本已经死了,微积分的基础便是建立在他的尸体上。
⑷ 物理四大神兽是什么
物理四大神兽是芝诺乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖和薛定谔的猫。有些实验在现实中很难实现,所以物理学家提出了思想实验,包括爱因斯坦、牛顿在内的很多大物理学家都有提出过。虽然只是思想上的实验,但它们引发人深省,并推动了物理学的发展。在这些思想实验中,有四个的名称与动物有关,它们被冠以物理学四大神兽。
四大神兽详细内容
芝诺乌龟,一只乌龟从起点走到终点,要先走完1/2路程,再走完剩下的1/2路程,继续走完剩下的1/2路程一直重复下去,永远走不完。问题在于,无限个数的元素组合,是可以得到有限值的。芝诺悖论中的无限段时间相加,得到的是有限时间,其中数学模型就是收敛级数。如果理解了这点,芝诺乌龟就没有那么神秘。
拉普拉斯兽,如果有一个智者,知道我们宇宙之初,所有粒子的状态,那么他就可以根据所有的定律,推算出宇宙任何时间的状态。在经典物理学中,一切物质的运动都遵循力学原理,但是近代科学中,尤其是量子力学不确定性原理的出现,一举粉碎了决定论,因为我们连单个粒子的状态都确定不了,何来预言整个宇宙。
麦克斯韦妖,是大物理学家麦克斯韦,在1871年,针对热力学提出的一个假想实验。要破解麦克斯韦妖,需要明白这只妖区分慢分子和快分子,是需要信息的,而信息的获得,也不可能无劳而获,从而引出信息熵的概念,兰道尔原理在信息熵和能量之间,建立起了严格的限制关系,使得麦克斯韦妖不可能存在。
薛定谔的猫,这只猫,把物理学折腾了快一个世纪,到目前都没有让人信服的诠释。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。
⑸ 物理学四大神兽是什么 我听说有物理学四大神兽的说法,其中有:薛定谔的猫,拉普拉斯鬼(妖/魔),另外
物理学四大神兽:芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫。
他们分别对应:微积分、经典力学、热力学第二定律、量子力学。
四大神兽的能力:
1.芝诺的乌龟:缩地成寸。
2.拉普拉斯兽:善推演,能知万物。
3.麦克斯韦妖:逆转时空。
4.薛定谔的猫:超越生死。
⑹ 物理四神兽——芝诺的龟
物理学中有非常多的思想实验,其中有四个比较出名,即芝诺的龟、拉普拉斯的妖、麦克斯韦的妖和薛定谔的猫。这四个思想实验中的龟、妖、妖和猫也被戏称为物理学四大神兽。从本篇开始,我将写四篇文章对上述四个思想实验做较为深入的解读和分析。
一、芝诺悖论的四种表述
芝诺的龟出自于芝诺佯谬(也叫芝诺悖论,Zeno's paradox),而实际上,类似的悖论在中国古代的《庄子·天下篇》中就有描述。
芝诺佯谬来自于亚里士多德在其《物理学》的第VI卷中的转述,共有四个版本:
1、二分法悖论。如图1所示,现在有一个运动员从起跑点出发往终点跑去。他要想跑到终点,就必须先到达全程的一半处,而要想到达一半处,必须先到达1/4处,这个过程可以无限的进行下去,所以,他永远到达不了终点,或者说,他根本动不了。
<figcaption>图1 二分法示意图</figcaption>
2、阿基里斯和龟。如图2所示,阿基里斯追前面的一只乌龟,阿基里斯的速度大于乌龟的速度。初始时乌龟处于A1处,等阿基里斯跑到A1处时,乌龟已经爬到A2处了;当阿基里斯再赶到A2处时,乌龟已经爬到A3处了......虽然每次追赶的距离越来越小,但是这个过程却是可以永远的进行下去的,因此阿基里斯永远追不上乌龟。
<figcaption>图2 阿基里斯和龟</figcaption>
3、飞矢不动。如图3所示。一支飞行的箭是静止的。由于每一时刻这支箭都有其确定的位置因而是静止的,因此箭就不能处于运动状态。《庄子·天下篇》说的也是这个道理:疾飞之箭,每一瞬间箭既在某点,又不在某点,即所谓的“不行”“不止”,也就说箭既不动也不停,辩证的意味深远。另外,中国古代的名家慧施也提出过“飞鸟之景,未尝动也”的类似说法。
<figcaption>图3 飞矢不动</figcaption>
4、运动场。假设在操场上有观众席A,列队B、C,如图4所示,在一瞬间(一个最小时间单位)里,相对于观众席A,列队B、C将分别各向右和左移动一个距离单位。而此时,对B而言C移动了两个距离单位。也就是,队列既可以在一瞬间(一个最小时间单位)里移动一个距离单位,也可以在半个最小时间单位里移动一个距离单位,这就产生了半个时间单位等于一个时间单位的矛盾。因此队列是移动不了的。
<figcaption>图4 运动场队列示意图</figcaption>
以上是芝诺悖论的四种表述,这四种可分为两组,前两个假设时空连续,后两个假设时空是分立的。本文对悖论里的哲学辩证思想不做任何讨论,只从数学的角度探讨阿基里斯和龟悖论的原因,另外三个悖论感兴趣的读者可以自行研究。
二、阿基里斯和龟
本节我们详细推导一下阿基里斯追不上乌龟的数学原理。实际上,这个悖论的本质是两种不同的度量的比较,一个普通的时间 度量 ,在这个度量下阿基里斯最终追上了乌龟,另一个我们姑且称作“芝诺钟“ ”,在这个度量下,即使时间趋向于正无穷,阿基里斯也追不上乌龟。
假设开始时阿基里斯与乌龟相距
,二者的速度分别为
和 ,显然 。在普通钟下,当 时阿基里斯追上乌龟。而对于芝诺钟,每次阿基里斯到达乌龟本来所在的地方时,其“滴答”一下,也就是其值加一。因此,普通钟和芝诺钟的关系为:
<figcaption>图5</figcaption>
因此有限的芝诺钟时间下阿基里斯是追不上乌龟的。
三、分析和讨论
阿基里斯与乌龟本质上来说就是对时间度量做了一个变换,把正常世界的时间映射到芝诺度量下,用芝诺钟的指示看运动,结论自然不一样。既然这是一个“佯谬”或者“悖论”,就说明这肯定是错误的。
也有人用量子力学中的“时空是离散的”这样的结论来证明芝诺悖论是不成立的,实际上这是不对的。首先,芝诺悖论提出的时候和量子力学并没有关系,其中的时空不连续也是辩证意义上的;其次,量子力学的时空是离散的并不是严谨的表达,实际上量子力学中并不存在时空离散这样的理论或者结论,具体的内容此处不过多说明。总而言之,芝诺悖论与量子力学扯不上关系。
阿基里斯与龟的悖论来自于芝诺钟的局限性,芝诺钟所能描述的时间范围只是普通钟的一段,那么,我们所使用的普通钟是否也有局限性呢?答案是有的!普通钟不能用来度量物体落入黑洞之后的过程,而物体向黑洞掉落的过程也需要无穷大的普通钟时间。因此,为了描述与黑洞相关的现象,我们也需要找到一个新的钟来度量这些过程。有兴趣的读者可以自行了解广义相对论的内容。
历史上,人们很早就开始怀疑“速度”这个量,这其中充满了哲学的味道。相传,在芝诺挑战运动现实性的时候,希腊哲学家、犬儒注意的代表性人物第欧根尼(Diogenes,412~323BC)以反对者的面貌出现——他站起来,一言不发地走了几个来回,然后又坐下,以此当做他优雅地反驳了芝诺。
注:本文部分内容引用国科大赵亚溥老师的力学讲义和维基网络,文中图片均来源于网路。
⑺ 物理四大神兽是什么
物理学四大神兽:芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫。
分别对应微积分、经典力学、热力学第二定律和量子力学。芝诺的乌龟时空双修能缩地成寸,拉普拉斯兽明察大道推演万物,麦克斯韦妖操控万物逆转阴阳,薛定谔的猫能制造宇宙超越生死。这四种伟大的神话生物既善良又邪恶。它们不仅困扰着聪明的科学家,也为试图进化成神的人类指明了道路。
公元前464年,物理帝国的世纪体育竞赛开始了,芝诺的乌龟与海神之子阿喀琉斯赛跑。阿喀琉斯体格强壮,肌肉发达,四肢强壮。芝诺的乌龟短小精悍,有着像火炬一样的豆眼和结实厚重的龟壳。芝诺乌龟以身体状况不佳为由申请提前100米跑。
四大神兽的能力:
1.芝诺的乌龟:缩地成寸。
2.拉普拉斯兽:善推演,能知万物。
3.麦克斯韦妖:逆转时空。
4.薛定谔的猫:超越生死。
⑻ 除了薛定谔的猫,物理学四大神兽,你还知道几个
在现代科学中,尤其是量子力学的不确定性原理的出现一下子打破了决定论,因为我们甚至无法确定单个粒子的状态,所以我们如何预测整个宇宙。
第一个是芝诺乌龟,古希腊数学家芝诺,在以前的490年-425前他就针对运动的不可分割性提出了着名的芝诺悖论,他说乌龟从起点到终点,我们需要先完成1/2的旅程,然后再完成剩余的1/2的旅程,并继续完成剩余的1/2的旅程,然后我们不断重复,永不结束,这个故事的延伸和阿基里斯追逐乌龟本质上是一样的,芝诺悖论包含了微积分的概念,在此我不再阐述它的深层原理,在通用语言中,问题是无限数量的元素组合可以获得有限值。
关于除了薛定谔的猫物理学四大神兽你还知道几个呢的问题,今天就解释到这里。
⑼ 物理系四大神兽,芝诺的乌龟,拉普拉斯兽,麦克斯韦妖,薛定谔的猫。四大烧脑
最终阿格硫斯追上了乌龟,
人类群起围剿了拉普拉斯,
麦克斯韦依旧是一场梦,
那只猫也只能永远待在盒子里,
亦生亦死。