物理学四大神兽是什么（物理学四大神兽：怪兽、乌龟、妖怪和猫）

看到这个标题的时候，你想到了什么？肯定有很多人都猜到了！

没错！四大神兽嘛，那就是青龙、白虎、朱雀、玄武。。。

开个玩笑，其实本文要说的是物理学的这四个怪兽：

经典力学之拉普拉斯兽；

微积分之芝诺的乌龟；

热力学之麦克斯韦妖；

量子力学之薛定谔的猫。

这就是在科学的历史上，非常有趣的“物理学四大神兽”。

接下来，我们来看看这四大神兽！

一、拉普拉斯兽

这是一假想中的生物，被视为是一个“智者”，提出者认为这个“智者”可是知道宇宙中的每个原子的准确位置和动量。并且可以展现整个事件现在过程以及整个事件的过去和未来。他认为未来是由过去和现在决定的。这个“智者”如果掌握了足够的信息，就可以来确定全部的历史。提出这个“智者”的就是法国的数学家、天文学家皮埃尔西蒙拉普拉斯。

拉普拉斯说如果一个智者可以知道并进行分析宇宙中某一刻的所有物件的位置和自然运动的力。那么宇宙里从最大到最小物质的运动就包含在一个简单的公式里。对于这个智者来说，任何的事物都是不会含糊的。而未来也会像过去一样出现在他面前。他提到的这个智者就是“拉普拉斯兽”。

二、芝诺的乌龟

古希腊数学家和哲学家芝诺在当年提出过一种乌龟，这只乌龟有一个特点，就是你永远无法追上它。从上面我们可以形象看出，当年这位数学家提出的乌龟是什么样的。假设你的速度是这只乌龟的十倍，那么你依旧只能在追赶时无限的逼近它，但是你始终无法超越它，多年来人类一直没有破解。

直到后来近代物理之父牛顿发明了微积分后，牛顿才用微积分的方法破解了芝诺的龟悖论。在我国像这样的悖论在古代就有提出，在《庄子·天下篇》中就有：“镞矢之疾，而有不行不止之时”。

芝诺与庄子悖论的区别为芝诺悖论一定时间内行走的距离不变（即速度不变），而庄子时间不变，这段时间里的工作却越来越少（速度越来越慢），可以看出芝诺限制了时间，而庄子的理论可以使时间为无穷大。

三、麦克斯韦妖

提到了热力学，就不得不提到另一种神兽——麦克斯韦妖。“麦克斯韦妖”是电磁学大神麦克斯韦为了对抗熵增而假想出来的“神兽”。

熵是描述在封闭系统中混乱程度的值，它只能增加不能减少，所以有序系统最终会从秩序走向无序。对于这个理论麦克斯韦嗤之以鼻，他认为世界存在一种能够与之相抗衡的能量控制机制，也就是麦克斯韦妖。

这只妖能够迅速将速度快的分子和速度慢的分子进行分类，从而让系统的有序度变高、熵值变小。

乍一看，麦克斯韦妖似乎能够对热力学第二定律造成巨大的冲击，甚至直接将其击败，同时也让宇宙热寂说成为一个笑话。

但在精密的物理帝国中，任何东西都要经得起推敲，事实证明孤立系统中不可能有麦克斯韦妖，因为麦克斯韦妖如果想熵减，必然要知道每个分子的运动信息，而在不损耗能量的情况下知道这些情况是不可能的。

所以，在困扰科学界150多年后，麦克斯韦妖终于被20世纪50年代提出的“信息熵”概念彻底击败。

四、薛定谔的猫

薛定谔的猫可以说是“大名鼎鼎”，很多人都听过这个思想实验，但是很少有人理解这个实验真正的含义，以及为什么这个实验会导致一只猫咪陷入“又生又死”这样奇特的状态中。

这只猫把物理学扩展到了一个更大的范围中，不过科学家折腾了快一个世纪，也没有确切的定论。

1935年，奥地利物理学家薛定谔，针对量子力学的边界问题，提出了著名的思想实验"薛定谔的猫"，该问题直指量子力学在微观和宏观的过渡边界，把微观的不确定性带到了宏观世界。

该实验简单地说：一只猫被关在一个密闭无窗的盒子里，盒子里有一些放射性物质。一旦放射性物质衰变，有一个装置就会使锤子砸碎毒药瓶，将猫毒死。反之，衰变未发生，猫便能活下来。

其中概率取决于量子随机。

其实薛定谔提出这个思想实验，并不是想证明什么，只是想向世人展示量子力学的“不完备性”，用一只小小的猫咪把宏观和微观结合在一起，指出了目前物理理论的不完善。

这就是物理学中的“四大神兽”，其实就是四个思想实验中的角色，这四个思想实验都是在某个理论不完善的情况下被提出来的，人类的物理学和科学永远不会完美，总会有各种各样新的的问题出现，也就会有各种不同的思想实验诞生！