微积分 物理学上的四大“神兽”,除了薛定谔的猫,你还知道哪几个?

物理学是随着人类社会实践的发展而产生、形成和发展起来的,它经历了漫长的发展过程。物理学起始于伽利略和牛顿的年代,现如今的物理学已经成为了一门有众多分支的基础科学。在物理学发展壮大的过程中,曾经出现过四大“神兽”,每一个神兽都对应着一个经典的物理学理论,分别为微积分,量子力学,经典力学与热力学第二定律。
1、薛定谔的猫


微积分 物理学上的四大“神兽”,除了薛定谔的猫,你还知道哪几个?
文章插图

在四大神兽中,薛定谔的猫是人们最为熟知的。薛定谔的猫是物理学家薛定谔提出的一个思想实验,将一只猫关在装有少许镭和氰化物的密闭容器里。在这个实验中,镭的衰变是存在几率的,如果镭发生衰变,就会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会被毒死。而如果镭不发生衰变,猫就不会被毒死。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”。
2、芝诺的龟


微积分 物理学上的四大“神兽”,除了薛定谔的猫,你还知道哪几个?
文章插图

古希腊数学家、哲学家芝诺在当年提出过一种乌龟,这只乌龟有着一种特点,就是如果你让乌龟先跑出一段距离,你将永远无法追上它。虽然你比乌龟跑得快,但你也只能按上述过程逐渐逼近乌龟,这样的过程会不断出现。自从芝诺悖论提出以来,人们一直试图指出其中的错误所在,但是一直没有一个满意的解答。直到后来牛顿与莱布尼茨发明了微积分,牛顿才用微积分的方法破解了芝诺龟悖论。
3、拉普拉斯兽


微积分 物理学上的四大“神兽”,除了薛定谔的猫,你还知道哪几个?
文章插图

1814年法国数学家皮埃尔西蒙塔普拉斯构想了一种神兽名叫拉普拉斯兽,在拉普拉斯的设想中,它神通广大、无所不知。只要它愿意动动手指和眼睛,就能够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,然后能用牛顿的简洁公式,瞬间算出宇宙的过去与未来。
如果人类所有人的命运都被拉普拉斯兽算得一清二楚,那我们还有什么活头?所以必须早点弄死它才行,于是以物理学家开尔文以及量子力学的海森堡就开始联手围剿,结果不出100年,这个神兽就夭折在了襁褓里。
4、麦克斯韦妖


微积分 物理学上的四大“神兽”,除了薛定谔的猫,你还知道哪几个?
文章插图

麦克斯韦妖是在物理学中假想的妖,能探测并控制单个分子的运动,在1871年被英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦为了说明违反热力学第二定律的可能性而设想的。这只妖怪能探测并控制单个分子运动,从而让这些分子对外做功进而就可以实现第二类永动机。20世纪50年代,信息熵的概念被提出,这只孤立无援的小妖就不可能存在了。


微积分 物理学上的四大“神兽”,除了薛定谔的猫,你还知道哪几个?
文章插图

微积分|物理学上的四大“神兽”,除了薛定谔的猫,你还知道哪几个?】除了这赫赫有名的四大神兽,其实物理学上还有着很多魑魅魍魉,不过最终有什么神兽,最终都会被大神所收服。目前只有薛定谔的猫独自一人躲在角落里瑟瑟发抖。

    推荐阅读