物理学“四大神兽”，除了薛定谔的猫，你还知道几个？
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物理学“四大神兽”
除了薛定谔的猫
你还知道几个？
我们都知道中国古代神话中有四大神兽，分别是青龙、白虎、朱雀和玄武。其实在物理学上同样也有四大神兽，分别是芝诺的乌龟、薛定谔的猫、拉普拉斯兽和麦克斯韦妖。这四大神兽在科学界的出名程度一点不比神话的神兽低，下面就让我们来了解一下，这四大神兽的来龙去脉吧。
1.芝诺的乌龟
芝诺的乌龟得名于芝诺悖论，它是古希腊数学家芝诺（前490年～前425年）提出的一系列关于运动的不可分性的哲学悖论。大意是说：一只乌龟从起点走到终点，要先走完1/2路程，再走完剩下的1/2路程，继续走完剩下的1/2路程……一直重复下去，永远走不完。
这里延伸了几个例子，其中一个是阿喀琉斯追乌龟。
阿喀琉斯在和乌龟的竞赛中，他速度为乌龟的10倍，乌龟在前面100米跑，他在后面追，但他不可能追上乌龟。因为在竞赛中，追者首先必须到达被追者的出发点，当阿喀琉斯追到100米时，乌龟已经又向前爬了10米，于是，一个新的起点产生了；阿喀琉斯必须继续追，而当他追到乌龟爬的这10米时，乌龟又已经向前爬了1米，阿喀琉斯只能再追向那个1米。就这样，乌龟会制造出无穷个起点，它总能在起点与自己之间制造出一个距离，不管这个距离有多小，只要乌龟不停地奋力向前爬，阿喀琉斯就永远也追不上乌龟！
当然，这既然是一个悖论，那显然就是错误的。这归根到底是一个时间的问题，假定阿喀琉斯速度是10m/s，乌龟速度是1m/s，乌龟在前面100m，那么阿喀琉斯必然会在100/9秒之后追上乌龟。按照悖论的逻辑，100/9秒可以无限细分，给我们一种好像永远也过不完的感觉，但事实上时间流动是匀速的，100/9秒很快就会过去，所以说，芝诺的悖论是不存在的。
2. 薛定谔的猫
薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔在1935年提出的一个思想实验，这个实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题。
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。
根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，猫到底是死是活必须在盒子打开后，外部观测者才能知道里面的结果，而在盒子尚未被打开时，这只神奇的猫则处于“既生又死”、生死叠加的状态中。
薛定谔的猫本身是一个假设的概念，随着技术的发展，人们在光子、原子、分子中实现了薛定谔猫态，甚至已经开始尝试用病毒来制备薛定谔猫态，如刘慈欣《球状闪电》中变成量子态的人，人们已经越来越接近实现生命体的薛定谔的猫了。
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3. 拉普拉斯兽
拉普拉斯兽是由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出的一种科学假设。
他认为：世界上有一个神兽（即拉普拉斯兽），他知道宇宙中每个原子确切的位置和动量，并且能够使用简单的牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程，过去以及未来，整个宇宙对他来说都是清晰可见的。
拉普拉斯兽的设想建立在牛顿经典物理学上，一度认为是坚不可摧的，然而在100多年后这头拉普拉斯兽就被开尔文和海森堡用量子力学给打败了。
4. 麦克斯韦妖
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，于1871年由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。
这个“小妖”是这样工作的：一个绝热盒子被分成相等的两格，中间是由“小妖”控制的一扇小“门”，盒子中的空气分子作热运动时会向门上撞击，“门”可以选择性的将速度较快的分子放入一格，而较慢的分子放入另一格，这样，其中的一格就会比另外一格温度高，可以利用温差，驱动热机做功，这是第二类永动机的一个范例。
麦克斯韦妖的提出主要是为了攻破永动机，用最低限度减少过程中的能量消耗，从而达到不损耗能量也能够获取信息。然而，我们都明白麦克斯韦妖控制“门”的耗散过程，并不是发生在衡量过程中的，尽管我们非常的希望麦克斯韦妖真的存在，但在孤立系统中，麦克斯韦妖是不存在的。
本文内容源自百度百科与百度图片
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