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四大神兽各有神通:芝诺的乌龟时空双修能缩地成寸拉普拉斯兽

更新时间:2024-02-25 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

物理学中有四种神兽:mIE物理好资源网(原物理ok网)

芝诺的乌龟 - 微积分mIE物理好资源网(原物理ok网)

拉普拉斯的野兽 - 经典力学mIE物理好资源网(原物理ok网)

麦克斯韦妖 - 热力学第二定律mIE物理好资源网(原物理ok网)

薛定谔的猫 - 量子力学mIE物理好资源网(原物理ok网)

这四种神兽都拥有神奇的力量:mIE物理好资源网(原物理ok网)

芝诺的乌龟可以利用时间和空间将地球缩小到一英寸。mIE物理好资源网(原物理ok网)

拉普拉斯神兽明查刀推演万物mIE物理好资源网(原物理ok网)

麦克斯韦妖主宰万物,颠倒阴阳mIE物理好资源网(原物理ok网)

薛定谔的猫可以创造一个超越生死的宇宙mIE物理好资源网(原物理ok网)

#01 芝诺的乌龟mIE物理好资源网(原物理ok网)

芝诺的乌龟是一个神奇的悖论:mIE物理好资源网(原物理ok网)

人与乌龟赛跑,但他永远追不上乌龟。mIE物理好资源网(原物理ok网)

善于奔跑的神阿喀琉斯的速度是每秒10米,乌龟的速度是每秒1米。 阿基里斯的速度是乌龟的10倍,但在乌龟先跑出100米后,阿基里斯才开始追上。 ,10秒后,阿喀琉斯跑了100米,乌龟跑了10米。 他们之间的距离是10米。 又过了1秒,阿喀琉斯跑了10米,乌龟跑了1米。 1秒之内,阿喀琉斯就能追上乌龟。mIE物理好资源网(原物理ok网)

但芝诺提出了这样的观点:如果时间可以无限分割,那么乌龟就会创造出无限的起点物理学四大神兽分别是什么,那么阿喀琉斯将永远无法追上乌龟。mIE物理好资源网(原物理ok网)

这种观点当然是错误的。mIE物理好资源网(原物理ok网)

整整两千多年后,数学大师莱布尼茨和科学大师牛顿在远处实践了“微积分”,用微积分中的“极限”方法打破了空间和时间的连续性。mIE物理好资源网(原物理ok网)

这让大英雄阿喀琉斯终于在物理帝国的竞技场上追上了芝诺的乌龟。 然而,人类对这只千年龟依然怀有怨恨。 从哲学到尖端物理学,人们经常争论不休。mIE物理好资源网(原物理ok网)

#02 拉普拉斯兽mIE物理好资源网(原物理ok网)

很久以前,人们一直相信世界是由神创造和管理的。 然而,自从科学兴起以来,越来越多的人开始质疑神的存在。mIE物理好资源网(原物理ok网)

法国物理学家拉普拉斯声称“将上帝踢出了宇宙”。 他提出的拉普拉斯方程被广泛应用于各个领域。 此外,他还是经典力学的坚定拥护者和决定论的支持者。mIE物理好资源网(原物理ok网)

他相信宇宙中有一个恶魔,名叫“拉普拉斯恶魔”。 这个恶魔知道宇宙中每个原子的位置和动量,而且百分百正确。mIE物理好资源网(原物理ok网)

如果这个恶魔真的存在,那么他就能展开宇宙从诞生到毁灭的整个过程,并且知道一切,包括过去和未来。mIE物理好资源网(原物理ok网)

拉普拉斯的基本理论是:通过了解物质前一时刻的运动状态,可以推导出下一时刻的运动状态。 确定了整个宇宙中每个粒子的运动状态后,就可以推导出下一时刻的运动状态。mIE物理好资源网(原物理ok网)

这是基于经典力学的想法。mIE物理好资源网(原物理ok网)

简而言之,拉普拉斯认为,如果你能知道宇宙中的一切,你就能推断出宇宙的过去和未来。 这种观点也被称为“决定论”。 但随着量子力学的出现,科学家发现宇宙的本质很可能就是“不确定性”。 光是量子物理的不确定性就可以彻底击碎“拉普拉斯野兽”的想法。mIE物理好资源网(原物理ok网)

因为,根据宇宙的最大熵、光速以及通过普朗克长度传输信息所需的时间来计算,拉普拉斯兽的计算能力上限已被确认约为10,120位。 从此,那惊人的算力就不可能存在于物理帝国之中了。mIE物理好资源网(原物理ok网)

#03 麦克斯韦妖mIE物理好资源网(原物理ok网)

麦克斯韦妖是科学家詹姆斯·麦克斯韦提出的一个反对“热力学第二定律”的概念。 它是只存在于想象中的“恶魔”。mIE物理好资源网(原物理ok网)

热力学第二定律——“熵增定律”。mIE物理好资源网(原物理ok网)

在封闭系统中,“熵”代表了总的混乱程度。 熵越大,整个系统的混乱程度越高。mIE物理好资源网(原物理ok网)

例如,煤的燃烧过程是一个熵增的过程,从有序的固体转变为热和气。 总体而言,质量和能量仍然守恒,但更加混乱。 麦克斯韦妖的存在正是为了违反熵增定律。mIE物理好资源网(原物理ok网)

当时,麦克斯韦意识到自然界存在一种与熵增加相反的能量控制机制。 但他无法清楚地解释其中的机制。 他只能幽默地假设有一种“恶魔”,可以将随机热运动的粒子按照一定的顺序和规则分配到一定的相网格中。 麦克斯韦妖是耗散结构的原型。mIE物理好资源网(原物理ok网)

可以简单地描述为:一个绝缘的容器被分成两个相等的单元,中间有一扇由“恶魔”控制的小“门”。 容器内的空气分子在进行不规则的热运动时会撞击门,“门”可以有选择地将速度较快的分子放入一个网格中,将较慢的分子放入另一个网格中。这样,一个网格的温度就会更高比其他网格。这个温差可以用来驱动热机做功。这是第二类永动机的一个例子。mIE物理好资源网(原物理ok网)

然而,“麦克斯韦妖”的想法只是麦克斯韦先生为了说明违反热力学第二定律的可能性而构想出来的。 本身就是一个站不住脚的理论,所以“麦克斯韦妖”诞生后不久就被宣布消亡。mIE物理好资源网(原物理ok网)

#04 薛定谔的猫mIE物理好资源网(原物理ok网)

这应该是现代科学中仅存的“神兽”了。 薛定谔的猫折磨了人们近一个世纪,至今仍没有令人信服的解释。mIE物理好资源网(原物理ok网)

奥地利物理学家薛定谔提出了一个著名的思想实验——“薛定谔的猫”。mIE物理好资源网(原物理ok网)

实验很简单:一只猫被锁在一个盒子里。 盒子里有一瓶毒药。 毒药有50%的概率释放。 概率取决于量子随机性。 那么,如果我们不打开盒子,猫会死吗? 还活着?mIE物理好资源网(原物理ok网)

薛定谔认为,随机事件的形状是由观察者观察随机事件的时刻决定的。 换句话说,在有人打开盒子之前,猫一直处于一种既死又活的微妙状态。mIE物理好资源网(原物理ok网)

薛定谔奠定了量子物理学的基础,“薛定谔的猫”也被视为量子物理学的最终老大。mIE物理好资源网(原物理ok网)

继薛定谔之后,许多科学家踏上了寻找“薛定谔的猫”的旅程。 到目前为止,已经取得了很多突破。 我希望有一天物理学四大神兽分别是什么,这只仅存的“神兽”能够被发现。 你将会被我们征服!mIE物理好资源网(原物理ok网)

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