小說簡介
書籍標籤
禮物榜
評論
0 則
您可能也喜歡
墨書 Inktalez
物理學四大神獸
物理學四大神獸之薛定諤的貓。
這是物理學家薛定諤針對量子物理學提出的一個思想實驗。
假設將一隻貓關在裝有原子設備的密閉箱子裡，如果原子發生衰變，毒氣就會被釋放，這隻貓就會被毒死，而原子是否衰變並不可知。
如果我們想要知道這隻貓的生死，就只能打開箱子來看。但這時問題就隨之出現了。如果我們沒有打開箱子，大部分人通常會認為貓只有兩種可能性，要麼是死的，要麼是死的，而且必須打開箱子後才能知道結果。
而量子力學的特別之處在於，只要不打開箱子，我們就永遠不知道貓是死是活，這樣它將永遠處於生與死的疊加狀態，也就是半死半活的狀態，這也是薛定諤的貓的獨特之處。
如果這個推論是成立的，不僅僅是貓，所有世間萬物只要我們不去觀察，都會處於不確定的疊加狀態，從而使得微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理。客觀規律不以人的意識為轉移，貓既死又活，違背了邏輯思維。
而作為物理學四大神獸之一，薛定諤的貓的誕生備受爭議，也是目前唯一倖存的一隻。
隨着量子物理學的發展，薛定諤的貓還延伸出了平行宇宙的物理學問題和哲學爭議。雖然各類學者嘗試做出宏觀實驗，卻無法證明是否存在多重宇宙，只能證明量子力學的隨機性並不是決定論。
物理學四大神獸之芝諾的烏龜。
為什麼世界上跑得最快的人卻追不上一隻烏龜？
阿基里斯是古希臘一位善於跑步的英雄，當他與烏龜賽跑時，假如烏龜5秒爬行1米，而阿基里斯每秒能跑10米，為了公平起見，阿基里斯讓烏龜先爬100米，之後進行追趕。
而數學家芝諾認為，阿基里斯永遠追不上這隻烏龜。因為當阿基里斯跑完100米後，烏龜爬行了10米，阿基里斯只好再次出發追趕烏龜。但是在阿基里斯跑完10米後，烏龜又向前爬行了1米。
如此循環下去，時間和距離可以無限分割，這隻烏龜就會製造出無數個起點，它總能在起點與自己之間製造出一個距離，無論這個距離有多小，只要烏龜不停的向前爬，阿基里斯就永遠也追不上烏龜。
這就是物理學中可以縮地成寸的施諾的烏龜。阿基里斯之所以永遠追不上烏龜，是因為之諾認為時間可以無限分割，總是存在更短的時間間隔。
這看似是一個詭辯的悖論，其實是在質疑時間的本質，疑惑是否存在最小的時間間隔。
直到幾千年後，量子力學的誕生才解決了之諾這個難題。
在量子力學中，普朗克時間是宇宙中最短的時間間隔。同樣，宇宙中最短的長度單位被稱為普朗克長度。
從這個角度看，烏龜不可能製造出無限的起點，而是在短暫的時間後就會接觸到普朗克的時間範圍，這時就是阿基里斯追上烏龜的瞬間。
其實之諾的烏龜意義在於人類對時間的本質探索，或許在遙遠的未來，我們可以製造出時光機器，進行時空旅行。
物理學四大神獸之麥克思維妖。
可以逆轉時空的麥克思維妖是由物理學家麥克思維針對熵增定律提出的假想妖。
假設一個絕熱的容器被分成兩個相等的盒子，中間有一隻小妖控制一扇小門。
當容器內的分子做無規則的熱運動時，會撞擊中間的小門，而而這隻小妖能準確的探測並控制單個分子運動，而把慢速運動的分子丟進左邊，把快速運動的分子丟進右邊，從而使原本溫度平衡的絕熱容器出現。
一個盒子的溫度高於另一個盒子，在小妖的控制下，對等的兩個盒子左右部分就形成了溫差，實現了自發性熵減。而這種情況的出現與熱力學第二定律熵增定律相違背。
根據熵增定律解釋，在沒有外界的干預下，熱量從高溫流向低溫是不可逆的。而上升到宇宙層面。由於能量不斷減少，宇宙最終的結局就是走向虛無的黑暗，變得一片死寂。
而如果麥克斯維妖被證實存在的話，就可以實現覆水可收、破鏡重圓，並且可以違背熱力學第二定律製作出第二類涌動機，宇宙也就能夠從商界走向重生。
物理學四大神獸之拉普拉斯妖。
他神通廣大，無所不知，能推算出宇宙任意的過去和未來。
這是由19世紀初物理學家拉普拉斯提出的假想妖。
他認為將宇宙現在的狀態視為過去的果和未來的因而宇宙中卻存在一種神獸，只要他願意，就能了解到宇宙中每個原子確切的位置和動量，並能用牛頓定律來展現宇宙的過去和未來，這就是全知全能的拉普拉斯妖。
在這種理論下，世界變成了一台精密的儀器，每一個例子、每一個星球乃至宇宙中的萬事萬物都好像是設定好了一樣，所有人從出生到死亡，其經歷的一切也都早已是安排好的。
這讓當時的很多人都感到無比的絕望，並認為拉普拉斯妖已不再實是神獸，而是一隻可怕的惡魔。
為了扼殺這隻惡魔的存在，直到20世紀初，隨着量子力學的崛起以及海森堡提出了不確定性原理時，才與拉普拉斯決定論中初始狀態和相互作用規律確定性相衝突。
並隨着混沌理論的興起以及哥德爾不完備定理，從而暗示了人類的行為具有一定程度的隨機性和不可預測性，才使人們重新看到了自由意志的希望。
而僅存在西方100年的拉普拉斯妖最終一命嗚呼，同時也成為了物理學四大神獸中存在時間最短的一個。
評論 0 則