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物理学四大神兽是什么 如何看待各神兽背后的哲理

时间: 2022-12-19 02:01:35 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 100次

物理学四大神兽是什么 如何看待各神兽背后的哲理

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,以芝诺悖论著称于世。

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。

2、拉普拉斯兽。

拉普拉斯是法国分析学家、概率论学家和物理学家,法国科学院院士,主要成就是天体力学,拉普拉斯变换等。

拉普拉斯兽,此“恶魔”知道宇宙中每个原子确切的位置和动量,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。

但拉普拉斯兽在提出100年之后,就被开尔文和海森堡用量子力学打败了。

3、麦克斯韦妖。


詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,英国物理学家,数学家,经典电动力学创始人,统计物理学奠基人之一,提出了著名的麦克斯韦方程组。

麦克斯韦妖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”可以选择性地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。

麦克斯韦妖将信息论中的信息量定义与热力学的熵联系了起来,寻求新的保护。

4、薛定谔的猫。

埃尔温·薛定谔是奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,提出了著名的薛定谔方程和薛定谔的猫思想实验,曾于1933年获得诺贝尔物理学奖。而他提出的薛定谔的猫思想更为有趣。

大家都知道,生死是两个极端的概念,生物不可能既生又死。但薛定谔的猫,在理论上就是处于这种状态。

薛定谔的猫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”。

但实际上猫是不可能处于这种既死又生的状态的,要想知道它是死是活,只有打开箱子才知道。

也就是说薛定谔的猫,现在还是不知是死还是活,躲在量子力学派的屋檐下瑟瑟发抖。很多人喜欢这个宠物。

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。

物理学四大神兽是什么?

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。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。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。

芝诺的乌龟本质在于对时空连续性的探讨,乌龟基本上是死在了微积分之下,但乌龟的另一种表现形式,飞矢不动,则未被完全解决。任意一个时空切片都可以被考虑,但所有时空切片的叠加却无法还原出整个世界,时空是连续的还是离散的仍然是哲学与物理学的问题。拉普拉斯妖败给了混沌学、熵增原理、不确定性原理,混沌学只是显示了对有限的算力来说,拉普拉斯妖不可能存在,但是未来是否已然确定仍在黑暗之中。熵增原理只是把拉普拉斯妖和麦克斯韦怪绑定,不确定性原理则是和薛定谔猫绑定,一杀皆杀,但还要看后两个杀不杀的死。麦克斯韦怪确实死的差不多了,不过它还有第二形态玻尔兹曼脑,既然世界来自涨落,那么涨落出一个缸中之脑比涨落出整个世界要容易的多,那么我们又如何确定整个世界的存在呢,这个问题至今仍未解决,并且一定程度上和薛定谔猫绑在了一起,和自由意志相关。薛定谔猫是死是活已经不重要了,烧脑的量子力学实验让我们只能怀疑人生。因果律和自由意志几乎是人类得以生存的基石,但现在必须被怀疑,贝尔实验仍在进行之中。前路漫漫,未来并不明朗。物理学界的野兽多的是,有的活着,有的死了,生亦有幸,死得其所。

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(极限的概念的引入以及准确自恰定义)。薛定谔的猫这个……大家还是不清楚是死是活,不过已经作为量子力学里的公理被普遍接受了(VonNeumann测量公理)。麦克斯韦妖直接将信息论中的信息量定义与热力学中的熵联系了起来。在现代的量子信息理论中,信息也是有热的,比如擦除信息必然会有热的释放。拉普拉斯妖大约在庞加莱时代就被混沌效应的引入给推翻了,再加上后来的量子力学,确定性的宇宙已经不存在于物理学家们的现实中了。此外,Belltest甚至已经对所谓定域性物理实在的存在作出了否定。“爱因斯坦先生,你输了”。

知识改变命运!物理学的四大神兽,薛定谔的猫了解一下?

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,提出了著名的思想实验"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。

文章标题: 物理学四大神兽是什么 如何看待各神兽背后的哲理
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