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物理学三大神兽都是什么

发布时间:2022-11-03 08:55:32

Ⅰ 除了薛定谔的猫,物理学上还有哪些着名的神兽

除了薛定的谔猫,物理学上还有四大着名神兽:芝诺的乌龟,拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定的谔猫。下面,我将为你依次分析我所理解的物理学中四大着名神兽。

诺的乌龟对应的是微积分,芝诺的乌龟时空双修能缩地成寸,也就是说,如果将距离的长度无限延续下去,人是无法追上乌龟的,但是在现实中,人却可以随意追得上乌龟,所以,可以说芝诺的乌龟运动驳论是错误的。

以上就是本人对于物理学上着名的四大神兽所做的见解,如果你还有其他见解,欢迎写在评论区,我们一起探讨。

Ⅱ 物理界的四大神兽是什么

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。
他们分别对应:微积分、经典力学、热力学第二定律、量子力学。
No.1麦克斯韦妖
由大名鼎鼎的麦克斯韦(就是提出麦克斯韦方程组的大牛)提出。热力学第二定律告诉我们如果没有外界能量输入,能量总是从热的物体转移到冷的物体上。
麦克斯韦就提出了一个模型,假如有个绝热容器,中间被绝热隔板隔开,只留一个允许单分子通过的小门。这个小门被一只妖怪把守。由于分子在做热运动,有时候分子会碰到门。如果分子碰到门的时候速度快,那妖就把分子关在右边,如果分子慢,就关在左边。一段时间后,所有慢的分子都在左边,快的分子都在右边,那这个容器就变成了左边冷右边热。打破了热力学第二定律。
看似没毛病,但是麦克斯韦忽略了一点,就是妖怪做判断需要消耗能量,因此热力学第二定律仍然正确。
N0.2薛定谔的猫
由物理学家薛定谔提出:一只猫被关在一个密闭无窗的盒子里,盒子里有一些放射性物质。一旦放射性物质衰变,有一个装置就会使锤子砸碎毒药瓶,将猫毒死。反之,衰变未发生,猫便能活下来。
其中概率取决于量子随机。
薛定谔设计了这个可怕的实验来挖苦量子理论荒唐的一面,按照量子论支持者的解释,在打开盒子看猫之前,这只猫非生非死,而是处在典型的量子态,即活与不活叠加的离奇状态。
N0.3芝诺的乌龟
古希腊数学家芝诺说: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。
这也叫芝诺悖论,蕴含了微积分的思想。
No.4拉普拉斯兽
拉普拉斯提出: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。
这个智者,就被人们调侃为拉普拉斯兽。
后来我们知道,由于电子的不确定性,拉普拉斯兽的推算是失效的。

Ⅲ 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

物理学上有四大神兽,芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫,分别对应着微积分、经典力学、热力学第二定律和量子力学。

这四大神兽并不弱于传说中的青龙白虎朱雀玄武,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。

它们亦正亦邪,既给聪明的科学家带来困扰,也给企图进化成神的人类指明了道路。

出生日期:公元前464

主人:芝诺

门派:先贤哲学

能力:缩地成寸
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公元前464年,物理帝国的世纪运动竞技开幕,芝诺之龟与海神之子阿喀琉斯赛跑。

阿喀琉斯体格健壮,肌肉饱满,四肢遒劲有力。芝诺之龟短小精悍,豆眼如炬,龟甲结实笨重。芝诺之龟以身体劣势为由,申请提前奔跑100米。阿喀琉斯深知自己的速度乃是芝诺之龟的十倍,便毫不犹豫地答应了。

比赛开始。

当阿喀琉斯追到100米时,乌龟已经向前爬了10米;

阿喀琉斯继续追,而当他追完乌龟爬的10米时,乌龟又已经向前爬了1米;

阿喀琉斯只能再追向前面的1米,可乌龟又已经向前爬了1/10米;

就这样,芝诺之龟总能与阿喀琉斯保持一个距离,不管这个距离有多小,但只要乌龟不停地奋力向前爬,阿喀琉斯就永远也追不上乌龟!

尽管阿喀琉斯是全人类最顶尖的英雄,但最终败在芝诺之龟的四条小短腿之下,芝诺之龟从此暴得大名,无人匹敌。

不仅在古希腊,同样智者云集的东方文明,也对这只乌龟无可奈何,《庄子·天下篇》中提到:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,其实也是这只龟的变种。

在现实世界中,这芝诺的乌龟看起来蛮不讲理,因为随便拉来一只乌龟,无论它跑多远,6岁小儿都能追上踩扁它。而且,随便建立一个简单的方程组t=s/(v1-v2)还能求出阿喀琉斯追上芝诺之龟的时间。

可物理帝国不一样,万事万物需要严密地逻辑推理和证明才能存在。所以,即使我们轻而易举地求出阿喀琉斯追上乌龟所花的时间,甚至恼羞成怒地踩死它,也仍不能证明他为何能追上。

要想灭了它,必须把极限问题解决了。可是从毕达哥拉斯到欧拉的数学大神们,无一人能破解极限问题。因此,这毫无道理的芝诺之龟,以神兽姿态定居物理帝国2000年。整整两千年后,数学巨匠莱布尼茨与科学巨匠牛顿隔空修炼“微积分”,用微积分中的“极限”法门攻破了时空连续性。这让大英雄阿喀琉斯终于在物理帝国的竞技场里,追上芝诺之龟。然而人类对这只千年老乌龟依然耿耿于怀,从哲学到前沿物理学,人们还常常拿它吵架。

出生日期:1814年

主人:拉普拉斯

门派:经典力学

能力:善推演,能知万物

19世纪初,整个物理世界晴空万里,牛顿带来万物光明,匍匐在老爵爷门下的拉普拉斯宣称,当下的客观世界是过去的果和未来的因。这世间存在一种神兽,它神通广大、无所不知。只要它愿意动动手指和眼睛,记录下某一刻它能知道宇宙中每个原子确切的位置和动量,就能用牛顿的简洁公式,瞬间算出宇宙的过去与未来。

这就是大名鼎鼎的谛听神兽拉普拉斯,善推演,能知万物。

拉普拉斯的基本理论是:了解物质前一刻的运动状态,就可以推出下一刻的运动状态,把整个宇宙的每一个粒子的运动状态确定以后,就可以推出下一刻的运动状态。

拉普拉斯是经典力学在19世纪最厉害的马前卒,他吸纳毕达哥拉斯“万物皆数”之力,结合天体力学、概率论等思想精华,创造了宏观经典力学的守护神兽拉普拉斯兽。

沉睡在威斯敏斯特大教堂里的祖师爷牛顿高兴得合不拢嘴。因为,这说明自己亲手建立的经典物理学帝国坚不可摧,无所不能。

可大部分的人类却没有这么高兴,如果人类的所有命运都已经被拉普拉斯妖算得清清楚楚,那我们还有什么活头?必须得早点弄死它才行。不出一百年,热力学和量子力学等新理论对其万箭齐发,以物理学家开尔文以及量子力学的海森堡开始联手围剿,这只无所不能的拉普拉斯妖最终一命呜呼,和前面那只千年老乌龟相比,可以算是夭折在了襁褓里。19世纪,建立在不可逆基础上的热力学大行其道,这让以可逆性作为基石的拉普拉斯妖元气大伤。20世纪,困扰人类长达百年的双缝干涉实验成功证明因果律在微观世界彻底失效,而海森堡的测不准原理也说明再厉害的神兽也无法看清微观世界的全部面貌。更悲伤的是,即使拉普拉斯妖已经彻底死掉,不厚道的人类也不愿给这个短命的神兽留下最后的尊严。

因为,由宇宙最大熵、光速、以及将信息传送通过一个普朗克长度所需要的时间计算得来,拉普拉斯妖的算力上限已被证实约为10^120比特,如此以来,那惊人的算力也不可能在物理帝国存在。

No.3麦克斯韦妖

出生日期:1871年

主人:麦克斯韦

门派:热力学

能力:逆转时空

早在公元1200年,数以千计的科学家痴迷于永动机不能自拔。到了19世纪,热力学蓬勃发展,各类永动机被一一枪毙。这时候,让爱因斯坦都崇拜不已的电磁学大牛麦克斯韦创立了物理学史上第三大神兽——麦克斯韦妖。如果这神兽真的存在,或许创立违背热力学第2定律的永动机就不是梦了,走向熵寂的宇宙也有起死回生的可能。麦克斯韦妖(Maxwell's demon),是在麦克斯韦假想的妖,能探测并控制单个分子运动,麦克斯韦意识到自然界存在着与熵增相拮抗的能量控制机制,但无法清晰说明这种机制,只能诙谐假定一种“妖”。

简单描述,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”,麦克斯韦妖个头迷你,没啥特别的本事,但眼神好,反应敏捷,能准确地探测并控制单个分子运动,迅速把快速移动的分子从从左盒丢进右盒,把慢速运动的分子从右盒丢进左盒。因此,这个小盒子不仅左右部分形成了温差,还实现熵的自发减少。

乍一看来,麦克斯韦妖击败热力学第2定理不在话下,同时也让烜赫一时的“热寂说”也多了一个反对势力。麦克斯韦妖的物理学意义是让混乱变得有序,避免封闭系统变成一潭死水。扩展到现实世界,那此神兽能就能操控万物,逆转阴阳。尽管人们希望这带领宇宙违背热力学第2定律的麦氏小妖真的存在,但在纪律森严的物理帝国,心地单纯的麦氏小妖同样命途多舛,它困扰科学家150余年,迄今仍不知是死是活。

20世纪50年代,信息熵的概念被提出。麦克斯韦妖若要实现热力学上的熵减,势必需要获取分子运动的信息,不耗损能量而获得信息是不可能的,因此,在孤立系统中麦克斯韦妖不可能存在。

归根结底,这个兢兢业业的小妖精可能只是人类想象中的救世主,不可能在时空中存在。不过,信息论在热力学这儿插了一脚后,麦克斯韦妖的存亡之战愈加精彩。进入21世纪,学界痴迷于研究熵减过程,麦克斯韦妖再现踪迹。2007年2月发现一种人造麦克斯韦妖,通过“信息擒纵阀”使系统逐渐远离平衡态,不过,这个人造麦克斯韦妖仍需要光作为能量源。麦克斯韦妖是科学家眼中真正的救世主,如果它真的存在,那老人可以华发变成黑发,宇宙能从熵寂走向重生。从此,覆水可收,破镜重圆。从此,覆水可收,破镜重圆。进入21世纪,学界痴迷于研究熵减过程,麦克斯韦妖再现踪迹。2007年2月发现一种人造麦克斯韦妖,通过“信息擒纵阀”使系统逐渐远离平衡态,不过,这个人造麦克斯韦妖仍需要光作为能量源。#FormatStrongID_39##FormatStrongID_40#从此,覆水可收,破镜重圆。从此,覆水可收,破镜重圆。从此,覆水可收,破镜重圆。从此,覆水可收,破镜重圆。

No.4薛定谔之猫

日期:1935年

主人:薛定谔

门派:量子力学

能力:超越生死

20世纪,物理帝国妖风四起。一个毫无杀伤力但又难缠的神兽伴随量子力学空降人间,这神兽诞生于史上最风流的物理学家薛定谔的手上,遂名曰薛定谔之猫。相比起前面那三个神通广大的神兽们,薛定谔之猫命运最悲催,它既不能享受吞拿鱼味儿的猫罐头,也没有猫奴给它献殷勤,自始至终,它都活在物理帝国的刑场上,并练就了既死又活的本事。这神兽诞生于史上最风流的物理学家薛定谔的手上,遂名曰薛定谔之猫。

这个刑场是一个密室,刑具是锤子和毒药瓶,这个锤子由电子开关控制,而电子开关又由放射性原子控制。如果原子核衰变,则放出阿尔法粒子,触动电子开关,猫必死无疑。不过,原子核的衰变是随机事件。尽管人们能精确知道原子核衰变时刻的概率,却无法判断它具体何时衰变。

所以,尽管薛定谔之猫必死无疑,人们却无法得知它具体何时死亡。这么说来,打开密室前,这猫要么活着,要么死去。可事情却没这么简单,因为,这只悲摧的猫被赋予了量子世界的特异功能——量子叠加,在这猫身上,宏观世界的因果律业已坍塌,只剩下一连串的概率波。所以,在被观测之前,这猫都是既死又活、生死叠加。虽然薛定谔创造这只神兽仅是为了方便吃瓜群众们从宏观尺度理解量子物理,但它很快成了大家的噩梦,各类解说和研究纷至沓来。

1957年,埃弗莱特用“多世界理论”给这只猫找到了归宿。他认为,问题并不在于盒子中的放射性原子是否衰变,而在于它既衰变又不衰变。薛定谔之猫是条活生生的生命,在它被观测那一刻,世界分裂成了两个版本,在A版本中,猫活着,而B版本中,猫死去。

尽管“多世界理论”非常优美,却被哥本哈根派这个量子力学头号教派极力打压,遂鲜为人知。所以这只可怜的猫咪,依旧游荡在人界、地狱之间的灰色空间。尽管从未见过行走于生死边界的猫,但实验室的科学家却异口同声地证实他们见过薛定谔之猫的幽灵,你想象不出它活着的样子,但它却实际存在。有了微观世界的真实发现,又有团队谋划着把薛定谔之猫彻底带到宏观世界,挑战量子世界的边界。可迄今为止,量子理论尽管取得了伟大成就,但它仍然是物理帝国的一团乌云。也许,只有这两个世界真正携手的那一天,薛定谔之猫才能好好地安睡于天堂。

结语科学当道,神兽已矣

除了这赫赫有名的四大神兽,物理学上还有很多魑魅魍魉,但无论什么样的神兽,最终都会被大神赛先生收服。

芝诺的乌龟基本已经死了,微积分的基础便是建立在它的尸体上。

拉普拉斯兽大约在庞加莱时代就被混沌效应的引入给推翻了,再加上后来的海森堡的临门一脚,拉普拉斯兽已经逃回威斯特敏斯特教堂为爵爷守灵了。

麦克斯韦妖将信息论中的信息量定义与热力学中的熵联系了起来,寻求到了自己新的保护门派。

薛定谔的猫现在还是不知是死是活,躲在量子力派的屋檐下瑟瑟发抖,但大多数科学家喜欢上了这只宠物。

在科学这座庄严的殿堂里,没有蛮横的神兽,只有被驯服的宠物。

Ⅳ 物理学四大神兽是什么

物理学的四大神兽都有芝诺的乌龟、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。

物理怎么学好

要重视知识结构,要系统地掌握好知识结构,不能孤零零的背些定义在脑子里,要有一个对物理课本的系统概念,这样才能把零散的知识系统起来。大到整个物理的知识结构。到力学的知识结构,甚至具体到章,如静力学的知识结构等等。

这种弹性扩展思考方式,会把整个物理知识串通在一起,让人思考起来更容易。只有把握住了系统的结构,才作对综合的压轴题做到得心应手,迎难而解。初中生对物理教材上的各种结论,不仅要善于从正面提出问题,还要善于反向思考。

通过反向思考,有助于弄清结论成立的前提,并能提高分析、解决问题的能力。物理知识本身有许多相似的地方,但又有区别。通过比较,加深对物理概念和规律的理解,同时培养自己的科学思维能力。

Ⅳ 物理学的四大神兽,除了薛定谔的猫还有哪些

物理学的四大神兽分别是薛定谔的猫、拉普拉斯妖、麦克斯韦妖、芝诺龟

薛定谔的猫:反抗量子力学的神兽却叛变成护法神兽

薛定谔的猫是为了反击海森堡的测不准原理而诞生的,海森堡的测不准原理则是指,你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度,粒子位置的不确定性,必然大于或等于普朗克常数除于4π(ΔxΔp≥h/4π)。

薛定谔提出在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。之后,有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。

在过去的几十年里,物理学家成功地在实验室中实现了多种薛定谔猫态,将物质微粒转变为“既是 A 又是 B”的叠加态,并探测它们的性质。

拉普拉斯妖:每个人都是机械宇宙的傀儡

1687年牛顿发表了《自然哲学的数学原理》,这是第一次科学革命的集大成之作,被认为是古往今来最伟大的科学着作,这本书标志着牛顿经典力学体系的建立,预示着科学时代的到来。而这本书也阐释了牛顿的宇宙观,牛顿认为世界就好像一个钟表,当钟表师傅完成装配之后,将钟表上发条,接着钟表会自行运作,师傅不会再过问。

所以牛顿一直也就认为宇宙存在第一推动力,他是这样说的: “一切物体开始运动必有第一推动力,那就是造物主”。也就是上帝(第一推动力)给整个宇宙上好发条之后,整个宇宙就开始自行运转。第一推动力帮助牛顿解决了“太阳系如何形成”、“地球何以会绕太阳运转”这些问题。

牛顿的机械宇宙观也影响了他的铁粉拉普拉斯。

拉比牛顿更为极端,牛顿还认为宇宙存在第一推动力,而拉普拉斯则认为世间万物(包括人类、社会)都逃不过确定的物理定律的掌控,所以也就不存在什么上帝,世间万物都是按照其既有规律来运动发展,所以他认为宇宙不存在什么上帝。

拉普拉斯指出:我们可以把宇宙现在的状态视为其过去果以及未来的因。如果一个智能知道某一刻所有自然运动的力和所有自然构成的物件的位置,假如他也能够对这些数据进行分析,那宇宙里最大的物体到最小的粒子的运动都会包含在一条简单公式中。对于这智者来说没有事物会是含糊的,而未来只会像过去般出现在他面前。

简单来说就是存在一个智者,能够清楚的知道宇宙中某一刻当中所有的物质,包括宇宙中每个原子确切的位置和动量。他能知道所有物质的运动状态和位置,还有所受到的力。还能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程,过去以及未来。而且这个智者,还拥有足够强大的运算能力,能够分析并对数据进行处理!

这个智者就是拉普拉斯妖,拉普拉斯妖是基于经典力学可逆过程而诞生的。可逆性是指时间反演,即过程按相反的顺序进行。在经典力学的运动方程中,把时间参量 t换成-t,就意味着过程按相反的顺序历经原来的一切状态,最后回到初始状态。

正是因为基于力学过程的可逆性,所以拉普拉斯妖才可以做到没有什么事情可以难倒他,他也没有什么事情是模糊的,一切都是可知的,未来只会像过去一样出现在他眼前!

但是后来克劳修斯提出了热力学第二定律,也就是熵增定律:

在绝热条件下,只可能发生dS≥0 的过程,其中dS = 0 表示可逆过程;dS>0表示不可逆过程,dS<0 过程是不可能发生的。但可逆过程毕竟是一个理想过程。因此,在绝热条件下,一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大,直到达到平衡态。

绝热过程是一个绝热体系的变化过程,即体系与环境之间无热量交换的过程。在绝热过程中,Q = 0 ,有ΔS(绝热)≥ 0(大于时候不可逆,等于时候可逆) 或 dS(绝热)≥0 (>0不可逆;=0可逆)

熵增原理的出现表示经典力学的可逆性并不适用于所有情况,它只在有普遍的力学原理做保证的情况下才准确,热运动就是一个不可逆的过程。

热力学第二定律的出现彻底击杀了拉普拉斯妖,也宣告了牛顿机械宇宙论的破产。

麦克斯韦妖:想要拯救宇宙的小妖精

同样是源自于热力学第二定律,热力学第二定律的提出导致了热寂说一度流行,热寂说将熵增原理扩大到整个宇宙,将整个宇宙当成一个孤立系统,认为宇宙的熵会趋向极大,最终达到热平衡状态,即宇宙每个地方的温度都相等。

麦克斯韦在听到热寂说之后,立即脑洞大开,首先从概率统计的角度认真思考这个假说,意识到对于宇宙这种“开放系统”来说,一定存在某种机制,使得在某种条件下,会存在貌似“违反了”热力学第二定律的情况。

1871年,他在《热理论》一书的末章《热力学第二定律的限制》中,设计了一个假想的存在物,即着名的“麦克斯韦妖”(Maxwell'sdemon)。

在麦克斯韦构想中,麦克斯韦妖有极高的智能,可以追踪每个分子的行踪,并能辨别出它们各自的速度。这个理想实验如下:

“我们知道,在一个温度均匀的充满空气的容器里的分子,其运动速度决不均匀,然而任意选取的任何大量分子的平均速度几乎是完全均匀的。现在让我们假定把这样一个容器分为两部分,A和B,在分界上有一个小孔,在设想一个能见到单个分子的存在物,打开或关闭那个小孔,使得只有快分子从A跑向B,而慢分子从B跑向A。这样,它就在不消耗功的情况下,B的温度提高,A的温度降低,从而与热力学第二定律发生了矛盾"。

而这个存在物就是“麦克斯韦妖”,小妖精掌握和控制着高温系统和低温系统之间的分子通道。它利用了分子运动速度的统计分布性质。因为根据麦克斯韦分布,即使是低温区,也有不少高速分子,高温的系统中也有低速度的分子,通过这样一个能够控制分子运动的小妖精,在两系统的中间设置一个门,只允许快分子从低温往高温运动,慢分子则从高温往低温运动,在“小妖”的这种管理方式下,两边的温差会逐渐加大,高温区的温度会越来越高,低温区的温度越来越低。

那么究竟会不会存在麦克斯韦小妖呢?因为如果麦克斯韦小妖真的存在的话,热寂说就不攻自破,宇宙就“得救” 了,除此之外,我们就有可能造出违反热力学第二定律的第二类永动机。从单一热源吸取热量使之完全变成有用功并且不产生其他影响就是第二类永动机。

1961年,美国IBM的物理学家罗夫·兰道尔提出并证明了提出了一个着名的把信息理论和物理学的基本问题联系起来的定理——兰道尔原理,这个原理就是:擦除1比特的信息将会导致kBln2的热量的耗散。

这个原理也解释了我们的电脑为什么会不断发热,比如我们删除了电脑里存储的一段资料,假设一个随机二元变量的熵是1比特,具有固定数值时的熵为0,消除信息的结果使得这个2元系统的熵从0增加到1比特,必然有电能转换成了热能被释放到环境中,所以我们的电脑不断发热。

兰道的同事贝内特敏锐地发现这个原理可以适用于“麦克斯韦妖”身上,他经过不断研究,在1982年的论文里表示:不耗散能量的“麦克斯韦妖”不存在,并且,这种耗散是发生在“妖”对上一个判断“记忆”的消除过程中,“遗忘”需要以消耗能量为代价,这个过程是逻辑不可逆的。

而2003年,贝内特更是总结道: 任何逻辑上不可逆的信息操纵过程,例如擦除1比特的信息,或者是合并两条计算路径,一定伴随着外部环境或者是信息存储载体以外的自由度的熵增。

从而将麦克斯韦妖彻底从热力学第二定律中驱逐了出去,但是并没有彻底击杀麦克斯韦妖,它在物理学中还有很大的作用。

芝诺龟:极限难题终引发数学大危机

阿基里斯(又名阿喀琉斯)是古希腊神话中善跑的英雄。在他和乌龟的竞赛中,他速度为乌龟十倍,乌龟在前面100米跑,他在后面追,但他不可能追上乌龟。因为在竞赛中,追者首先必须到达被追者的出发点,当阿喀琉斯追到100米时,乌龟已经又向前爬了10米,于是,一个新的起点产生了;阿喀琉斯必须继续追,而当他追到乌龟爬的这10米时,乌龟又已经向前爬了1米,阿喀琉斯只能再追向那个1米。就这样,乌龟会制造出无穷个起点,它总能在起点与自己之间制造出一个距离,不管这个距离有多小,但只要乌龟不停地奋力向前爬,阿喀琉斯就永远也追不上乌龟!

“乌龟” 动得最慢的物体不会被动得最快的物体追上。由于追赶者首先应该达到被追者出发之点,此时被追者已经往前走了一段距离。因此被追者总是在追赶者前面。”

这就是在芝诺悖论下诞生的芝诺龟,这个悖论之所以会产生,是因为芝诺与我们采取了不同的时间系统。人们习惯于将运动看做时间的连续函数,而芝诺的解释则采取了离散的时间系统。即无论将时间间隔取得再小,整个时间轴仍是由无限的时间点组成的。换句话说,连续时间是离散时间将时间间隔取为无穷小的极限。

这个问题在很长一段时间都没有被解决。因为这涉及到极限问题,而当时实数理论并没有得到完善。

后来,牛顿的微积分因为“无穷小量究竟是否为0”这个争议将极限问题引发的数学危机掀至高潮,差点颠覆了整个数学大厦。

后来,在魏尔斯特拉斯“分析算术化”运动的引领下,实数理论得到完善,极限问题得到解决,芝诺龟也被顺利消灭。

这就是物理四大神兽,它们的出现可以说促进了科学的大发展。

Ⅵ 除了薛定谔的猫,其它三个物理学中的神兽是什么

麦克斯韦妖是伟大的物理学家麦克斯韦在1871年针对热力学提出的假设性实验。为了解释违反热力学第二定律的可能性。当时,麦克斯韦意识到自然界中存在一种与熵增加相反的能量控制机制。但他无法解释清楚这个机制。他只能幽默地假设一种“恶魔”,它能将随机热运动粒子按照一定的顺序和规则分布到某一个相。正如量子力学大师费曼所说,没有人理解量子力学。

如果你认为你明白,那肯定不是真的。在烧脑、违反直觉和毁灭人类方面,没有任何学科能与量子力学相提并论。如果把理工科男生最喜欢的大学比作霍格沃茨魔法学校,那么唯一能和量子力学相提并论的就是黑魔法。然而,量子理论的神秘并不是由于物理学家的神秘性。事实上,在量子理论诞生的摇篮里,它只是一个无害的学科,专门研究电子和小玩意。

Ⅶ 除了薛定谔的猫,物理学“四大神兽”其它三个是什么

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。

Ⅷ 物理界四大神兽分别是什么

物理学的四大神兽都有芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫。

1、芝诺乌龟

古希腊数学家芝诺(前490年~前425年),针对运动的不可分性提出了着名的"芝诺悖论",说: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。

在科学的历史上,有许多有趣的比喻,其中就有四个动物,被调侃为"物理学四大神兽",它们分别是芝诺乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖和薛定谔的猫。

物理学四大神兽分别对应微积分、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。

Ⅸ 物理学四大神兽是哪些

物理学的四大神兽都有芝诺的乌龟、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。


(9)物理学三大神兽都是什么扩展阅读:

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。

拉普拉斯是经典力学在19世纪最厉害的马前卒,他吸纳毕达哥拉斯“万物皆数”之力,结合天体力学、概率论等思想精华,创造了宏观经典力学的守护神兽拉普拉斯兽。

Ⅹ 物理学四大神兽是什么

物理学四大神兽:

1、薛定谔的猫:超越生死。

这四大神兽里,最为人熟知的也许就是量子力学中最为着名的思想实验——薛定谔的猫了。

量子论的诞生已经过了一个世纪,直到21世纪仍困惑着人们。正如玻尔的名言:“谁要是第一次听到量子理论时没有发火,那他一定没听懂。”

薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。薛定谔尝试着用一个思想实验来检验量子理论隐含的不确定之处。

一,先说实验的设想。本实验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;如果镭没有发生衰变,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”。

但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果 。该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。

二,这个实验用大白话来解读一下:原子核的衰变是随机事件,物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天,则过一天,该元素就少了一半,再过一天,就少了剩下的一半。

物理学家却无法知道,它在什么时候衰变,上午,还是下午。当然,物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。

如果我们不揭开密室的盖子,根据我们在日常生活中的经验,可以认定猫或者死,或者活。这是它的两种本征态。如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫,则只能说,它处于一种活与不活的叠加态。

我们只有在揭开盖子的一瞬间,才能确切地知道猫是死是活。此时,猫构成的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态 。

量子理论认为:如果没有揭开盖子进行观察,我们永远也不知道猫是死是活,它将永远处于半死不活的叠加态,可把微观不确定原理变成了宏观不确定原理,客观规律不以人的意志为转移,猫既活又死违背了逻辑思维。



背后的哲理:

这四大神兽并不弱于传说中的青龙白虎朱雀玄武,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。这四大神兽亦正亦邪,它既给聪明的科学家带来困扰,也给企图进化成神的人类指明了道路。

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