与薛定谔的猫并列的三个定律

如题所述

具体如下:

一、拉普拉斯妖

拉普拉斯妖(Démon de Laplace)是一位科学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯提出的假设,他认为在宇宙中存在一个恶魔,被称为“拉普拉斯妖”,这个恶魔知道宇宙中每个原子的位置和动量,并且百分百正确。

如果这个恶魔真的存在,那么他就可以把整个宇宙从诞生到灭亡的过程展开,知道一切事情,包括过去和未来。

简单来说,拉普拉斯认为,如果可以知道宇宙中的一切,就可以推导出宇宙的过去和未来,这种观点也被称为“决定论”。但是随着量子力学的出现,科学家发现宇宙的本质很可能是“不确定性”,拉普拉斯妖随着决定论的没落逐渐被我们遗忘。

二、麦克斯韦妖

麦克斯韦妖(Maxwell's demon),是科学家詹姆斯·麦克斯韦提出的一种反对“热力学第二定律”的概念,是一种只存在于假想中的“妖”。

热力学第二定律也就是我们常说的“熵增定律”,在一个封闭系统内,“熵”代表了混乱程度的总值,熵越大整个系统中的混乱程度就越高。例如煤炭的燃烧过程就是一个熵增的过程,从有序的固体转变为热量和气体,从整体来看质能仍然守恒,但是却要更加的混乱。

热力学第二定律引力很多人的恐惧,如果熵的总值无法减少,那么我们的宇宙是否会在未来的某一天因为熵的总值达到了最大,导致宇宙只剩下混乱的虚无呢?麦克斯韦妖正是为了违反熵增定律而存在的。

这种假想中的妖怪可以控制单个分子的运动,从而制造出来一个“第二类永动机”,但是现实中不存在可以控制分子的妖怪,人类也不可能制造出第二类永动机,熵增定律从这个角度是无法破解的。

三、芝诺的乌龟

芝诺的乌龟是一个神奇的悖论,简单来说,就是有一个人和乌龟赛跑,但是这个人却永远追不上乌龟。

善于跑步的神阿基里斯速度是每秒10米,乌龟的速度是每秒一米,阿基里斯的速度是乌龟的十倍,但是乌龟先跑出了一百米后,阿基里斯才开始追赶,十秒后阿基里斯跑出了100米,乌龟跑出了10米,他们之间距离10米,又过了1秒,阿基里斯跑出了10米,乌龟跑出了1米。

在一秒后,阿基里斯就可以追上乌龟,但是芝诺却提出了这样一个观点,如果时间可以无限分割,那么乌龟就会制造无限个起点,那么阿基里斯永远无法追上乌龟。这个观点当然是错误的,但是当时的人类无法反驳这个观点,直到后来微积分诞生,人类才可以很好地解释这个问题。

这就是“物理学四大神兽”,可以说每一个“神兽”其实都是物理学发展中的假设和推论,每个“神兽”都不是真实存在的,或许在未来还会出现更多的“神兽”,帮助我们的物理学更进一步。

还有就是薛定谔的猫:

“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。这里必须要认识量子行为的一个现象——观测。微观物质有不同的存在形式,即粒子和波。

通常,微观物质以波的叠加混沌态存在;一旦观测后,它们立刻选择成为粒子。实验是这样的,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。

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