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物理学四大神兽是什么

发布时间:2022-04-12 15:07:34

㈠ 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。

㈡ 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。


(2)物理学四大神兽是什么扩展阅读:

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。

㈢ 物理学四大神兽是

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。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。

芝诺的乌龟由2480年前的古希腊哲学家芝诺提出,它又被称为芝诺悖论。拉普拉斯兽是可以用物理定律推算出过去与未来的怪兽,这只怪兽神通广大,无所不知,只要他愿意动动手指和眼睛,记录下某一时刻宇宙中某个原子确切的位置和动量。

1935年,奥地利物理学家薛定谔,针对量子力学的边界问题,提出了着名的思想实验"薛定谔的猫",该问题直指量子力学在微观和宏观的过渡边界,把微观的不确定性带到了宏观世界。

麦克斯韦妖内容

主要是说热力学第二定律的可能性,假如有一个密闭的容器,将其分成了两个部分,而在隔板的上面,有一个妖怪可以控制阀门儿,而麦克斯韦妖就站在这个门前盯住每一个分子,如果是运动快的分子,它就不让这个分子过去,而运动慢的分子它就把这个分子放过去。

这样原本平衡的一个箱子就会出现一半热,一半冷的现象,而在麦克斯韦妖的管理下,两边的温差也会逐渐的变大,高温区的会越来越高,而低温区则会变得越来越低。但是这是与热力学第二定律相悖的,根据熵增定律,这一过程相反一下才是正确的。

㈣ 物理四大神兽是什么

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2定律和量子力学。

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。

四大神兽来源

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”。

㈤ 物理四大神兽分别是什么

物理四大神兽分别如下:

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。

㈥ 物理学“四大神兽”:除了薛定谔的猫,另外三个是什么

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。

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?

㈦ 物理学届有四大“神兽”,指的是哪些理论

物理学上有四大神兽,芝诺的乌龟,拉普拉斯兽,拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫。它们分别对应微积分、经典力学、热力学第二定律和量子力学。这四种动物并不比传说中的青龙、白虎、朱雀、玄武逊色。芝诺的乌龟和时空双修可以缩到一英寸。拉普拉斯野兽观察道路并推断一切。麦克斯韦恶魔控制一切,阴阳颠倒。薛定谔的猫可以创造宇宙,超越生死。

薛定谔的猫?创造这种怪兽只是为了方便吃瓜的人从宏观上理解量子物理,很快就成了大家的噩梦,各种解释和研究纷至沓来。1957年,埃弗雷特用多世界理论为猫找了个家。拉普拉斯兽在19世纪,基于不可逆性的热力学开始流行,极大地破坏了基于可逆性的拉普拉斯恶魔的生命力。20世纪,困扰人类数百年的双缝干涉实验成功地证明了因果律在微观世界中是完全无效的,海森堡的不确定性原理也表明,无论野兽有多强大,它都看不到微观世界的。

㈧ 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。

㈨ 在物理学中的“四大神兽”分别是什么东西呢

1.薛定谔的猫:超越生死。


麦克斯韦妖主要是说热力学第二定律的可能性,假如有一个密闭的容器,将其分成了两个部分,而在隔板的上面,有一个妖怪可以控制阀门儿,而麦克斯韦妖就站在这个门前盯住每一个分子,如果是运动快的分子,它就不让这个分子过去,而运动慢的分子它就把这个分子放过去,这样原本平衡的一个箱子就会出现一半热,一半冷的现象,而在麦克斯韦妖的管理下,两边的温差也会逐渐的变大,高温区的会越来越高,而低温区则会变得越来越低。但是这是与热力学第二定律相悖的,根据熵增定律,这一过程相反一下才是正确的。假如这个妖是真的存在的那么人类就可以研究出真正的永动机了。

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