物理学“四大神兽”：除了薛定谔的猫，另外三个是什么？
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物理学十分注重实验 ， 最初的物理学理论就是从实验中总结而来的 。 任何物理理论创立之后 ， 都需要经过实验的反复验证 。 爱因斯坦的相对论提出百年之后 ， 至今还在接受一系列严苛实验的检验 。
不过 ， 有些实验在现实中很难实现 ， 所以物理学家提出了思想实验 ， 包括爱因斯坦、牛顿在内的很多大物理学家都有提出过 。 虽然只是思想上的实验 ， 但它们引发人深省 ， 并推动了物理学的发展 。 在这些思想实验中 ， 有四个的名称与动物有关 ， 它们被冠以物理学“四大神兽” 。
（1）芝诺的乌龟
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这是最早的“神兽” ， 由2480年前的古希腊哲学家芝诺提出 ， 它又被称为芝诺悖论 。 试想一下 ， 一个人以10米/秒的速度奔跑 ， 一只乌龟以1米/秒的速度爬行 。 一开始 ， 乌龟比人领先了100米 ， 那么 ， 人在什么时候会追上乌龟？
这个问题看似是一个简单的追及问题 ， 只要人的跑动距离等于乌龟的领先距离加上乌龟的爬行距离 ， 就能算出人会在出发后第11.11…（100/9）秒追上乌龟 。
然而 ， 如果换个角度来看 ， 结果会完全不一样 。 第1秒 ， 人跑了10米 ， 乌龟领先人91米；第5秒 ， 人跑了50米 ， 乌龟领先人55米；第10秒 ， 人跑了100米 ， 乌龟领先人10米；第11秒 ， 人跑了110米 ， 乌龟领先人1米；第11.1秒 ， 人跑了111米 ， 乌龟领先人0.1米 。
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如果空间能够无限分割 ， 乌龟和人之间的距离包含了无限多个点 。 因此 ， 乌龟可以一直在人的前面 ， 尽管只领先了一点 。 那么 ， 这是否意味着人永远也走不完无限多个点来追上乌龟呢？
【物理学“四大神兽”：除了薛定谔的猫，另外三个是什么？】其实不然 。 乌龟一开始领先人100米 ， 人跑动100米所需的时间为：
100/10秒=10秒
在这10秒期间 ， 乌龟爬行的距离为：
10×1米=10米
这是10秒后乌龟领先人的距离 ， 人再去追上这10米所需的时间为：
10/10秒=1秒
在这1秒期间 ， 乌龟爬行的距离为：
1×1米=1米
这是1秒后乌龟领先人的距离 ， 人再去追上这1米所需的时间为：
1/10秒=0.1秒
如此无限反复下去 ， 人追上乌龟的时间为：
10+1+0.1+0.01+0.001+0.0001+…秒=11.11…秒 ， 也就是100/9秒 ， 所以人可以在有限时间内追上乌龟 。
（2）薛定谔的猫
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根据量子力学的哥本哈根诠释 ， 在没有进行观测时 ， 量子系统是处于不确定的叠加态 。 一旦进行观测 ， 波函数坍缩 ， 不确定性消失 ， 量子系统将会变成一种确定的状态 。 这样的描述与我们的常识大相径庭 ， 而且还会影响宏观世界 。
于是 ， 量子力学奠基人之一的薛定谔提出了这样的一个思想实验 。 在一个密闭的箱子中 ， 放置一块放射性物质 ， 如果它发生衰变 ， 由此产生的粒子将会触发盖革计器放电 ， 通过继电器释放出铁锤 ， 铁锤掉下来砸破毒药瓶 ， 引发箱子内的猫死亡 。 如果放射性物质没有衰变 ， 箱子内的猫仍然是活着的 。
根据哥本哈根诠释 ， 在没有打开箱子进行观测时 ， 放射性物质的衰变是不确定的 ， 处于叠加态 ， 这就会导致箱子内的猫也处于不确定的“又死又活”状态 。 这就是著名的薛定谔的猫 。
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对此 ， 多世界诠释或者说平行宇宙理论被提出来 。 箱子内的猫其实既活着 ， 又死了 ， 这会衍生出两个互不相干的平行宇宙 ， 每条时间线中的观测者都会观测到确定的状态 。
（3）麦克斯韦妖
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熵增定律表明 ， 孤立系统的有序度只会越来越低 ， 混乱度只会越来越高 ， 这是不可逆转的过程 。 举个例子 ， 水和乙醇混合之后 ， 无法自发地分离出纯净的水和乙醇 。 由于整个宇宙被认为是孤立系统 ， 这意味着宇宙注定在未来达到熵值最大的热寂状态 ， 那时的宇宙将会陷入完全的死寂之中 。
但根据著名物理学家麦克斯韦的设想 ， 宇宙或许还有救 ， 这就需要麦克斯韦妖 。 麦克斯韦妖可以控制每个粒子的运动 ， 意味着这种“神兽”具有逆熵的能力 ， 让混合后的水和乙醇分子单独分开 ， 也能让宇宙中的其他粒子变得更有序 ， 从而扭转宇宙的热寂结局 。
（4）拉普拉斯妖
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这只“神兽”最初由物理学家、数学家拉普拉斯提出 。 从微观上来看 ， 宇宙万物都是粒子 ， 宇宙的运转是所有粒子共同运动的结果 。 拉普拉斯妖知道宇宙中所有粒子的动量和位置 ， 所以宇宙中发生的一切事情都是注定的 ， 而且都能被计算出来 。
但随着量子力学的发展 ， 物理学家意识到微观世界被不确定性所支配 ， 我们根本不可能同时准确测出一个粒子的动量和位置 。 另外 ， 根据混沌理论 ， 在我们试图计算粒子的未来时 ， 我们的计算行为会影响到粒子的运动 ， 这种差异会被逐渐放大 ， 从而导致结果变得不可预测 。
最后 ， 如果让这物理学四大神兽互相掐架 ， 大家觉得谁会赢呢？
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