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物理学的四大神兽，除了薛定谔的猫还有哪些？

神兽多出现在神话故事中，如古中国的翱翔天际的鲲鹏、西方圣经中大如鲸鱼的利维坦、荷马史诗中阻止奥德修斯返乡的漩涡巨兽卡律布迪斯、科幻电影中的哥斯拉…其实科学界里也有我们的四大神兽，它们就是闻名中外的薛定谔的猫🐱，还有芝诺龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖。

一、薛定谔的猫

薛定谔的猫可谓是家喻户晓，也是世界上最可怜的猫，原因就是它的生命被薛定谔设置在了生与死的未知状态。它是由著名奥地利物理学家薛定谔在1935年提出的，用来阐述微观世界量子叠加态的思想实验：将一只猫🐱放在一个有小量放射性物质的盒子里，那么在打开盒子前这只猫被毒死和没有被毒死的几率各占一半，也就是处于生死叠加态。就像是量子是以波的形式存在，而被观测后就立刻变为粒子态。

二、缩地成寸的芝诺龟

这只神龟生于公元前464年，因一场运动竞技的赛跑神奇的取得了胜利而名声大噪，由于它主人的名叫芝诺，所以就叫它为芝诺龟。

其实它赢得比赛的方法很简单：它出生那年正是物理帝国开展了一场世纪运动大赛，海神之子阿喀琉斯与芝诺龟将有一场赛跑。因为阿喀琉斯身强体壮，芝诺龟却短小粗苯，芝诺龟便提出了在比赛前先跑100米，阿喀琉斯认为自己速度是这只笨乌龟的10倍，于是痛快答应了。比赛中，阿喀琉斯追至100米时，芝诺龟也爬行了10米;阿喀琉斯追了10米时，芝诺龟又前行了1米;阿喀琉斯追上1米时，芝诺龟又爬行了1分米…就这样，只要乌龟不停止，阿喀琉斯就怎么都追不上。

这只小芝诺龟称霸赛跑界2000年之久，直到17世纪（1671）年英国的物理学家牛顿著作了《流数法和无穷级数》，提出了微积分理论的极限法才破除了芝诺赛跑悖论。

三、拉普拉斯兽

又称拉普拉斯妖，是法国数学家西蒙·拉普拉斯在1814年提出的科学假想：这个妖魔知晓宇宙的每个原子准确方位和动量，可使用牛顿定律显现宇宙演化的全部过程，也就是宇宙的一生。

但是近代的量子力学和热力学却让这个理论受到了质疑，最后彻底凉了。

四、麦克斯韦妖

这是由英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦于1871年提出的物理学的假想妖：它有探测并控制单独分子运动的能力，是可能会违背热力学第二定律的一个设想。

麦克维斯认为宇宙中有一种跟熵增加相拒抗的未知能量，可他不能确切的说出这种能量机制，于是幽默的称之为妖。其实这就是远离平衡开放系统（耗散结构）的最初模型。

物理学是人类科学的重要组成部分，从最早的阿基米德浮力定律到牛顿的万有引力定律，再到爱因斯坦和玻尔的相对论与量子力学，人类物理学在数千年的时间里涌现了一大批天才物理学家和天才般的理论，人类依靠这些理论完成了历次工业革命，生活水平也因为理论而得到了巨大的提升。

但物理学在发展的途中曾经出现过一系列“神兽”，每一个神兽都对应着不同的物理学理论，其中最为人们熟知“薛定谔的猫”是属于量子力学领域的，这只“亦死亦活”的猫成为了很多人了解量子力学的第一课。

而物理中除了薛定谔的猫之外，还有芝诺龟，拉普拉斯兽，麦克斯韦妖这三大神兽

芝诺龟：这只乌龟最大的特点就是你永远都追不上它，因为按照设定这只乌龟永远比人快十分之一，因此你只能无限逼近这只乌龟而不能超越它，后来的牛顿采用了微积分方法才算破解了芝诺龟悖论。

拉普拉斯兽：这只神兽可以知道宇宙中每一个原子的运动数据，从这些数据出发再辅以物理学定律，拉普拉斯兽就可以知道宇宙的过去和未来。然而量子力学的出现揭示了物质世界的最小部分是不确定状态，因此拉普拉斯兽永远都不可能预测未来。

麦克斯韦妖：麦克斯韦妖和永动机非常像，第二类永动机的特点就是利用宇宙中的热能来对外做功，而麦克斯韦妖可以只让温度高的分子自动出来对外做功，而不产生任何额外的能量损耗。但麦克斯韦妖本身只是一个设想，现实世界中的我们只能乖乖屈服于热力学第二定律“不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响”

物理学上所讲的四大神兽分别是薛定谔的猫、芝诺的乌龟、拉普拉斯兽和麦克斯韦妖。其中薛定谔的猫所对应的是量子力学，讲的是一只猫被放在一个箱子里，箱子里有一个毒气瓶，毒气瓶上有个锤子，锤子受放射性原子控制，而由于放射性原子核的衰变是随机的，所以在打开盒子之前无法得知猫的生死，于是此时猫处于一种既死又活的叠加态。

而芝诺的乌龟讲的是又一个在神话传说中跑得飞快的人，这个人去追赶一只直线前进的乌龟，由于乌龟是不断移动中的，所以这个人永远也无法追上乌龟。比如这个人追到乌龟的位置，乌龟已经向前移动了0.1米，而当这个人继续前进0.1米，乌龟又已经向前移动了0.01米，总之乌龟一直在向前，所以他永远也追不上，这是一个微积分问题。

拉普拉斯兽对应的则是经典力学。说是有一种神兽，它只要记录下当前时刻宇宙间每一个原子的运动状态，就可以推算出整个宇宙的未来。拉普拉斯兽的本质就是万事万物皆遵循同样的物理学定律。也就是说宇宙间的一切，包括我们每个人的命运实际上都是安排好的。最终量子力学所描述的随机性击垮了拉普拉斯兽。

最后，是麦克斯韦妖，它描述的是一个热力学问题。我们知道，在系统内部，熵只能增加不能减少，所以一切都会从有序向无序发展，所以生命才会走向衰亡。而麦克斯韦假想出了一种妖兽，这个妖兽能够控制分子的运动，将快速运动的分子和慢速运动的分子分别归类，从而使自然变得有序，使熵自然减少。麦克斯韦妖虽然是一种假象中的妖兽，但科学家相信在自然界中存在着和熵增相反的能量控制机制，只是还没有找到它。所以麦克斯韦妖是否存在，还有待进一步研究。

谢邀。

薛定谔的猫

“薛定谔的猫”相信大家都不陌生，它是由奥地利的物理学家薛定谔于1935年提出的一个关于量子力学的思想实验，我们将这个实验称之为“薛定谔的猫”，大体的意思就是将一只猫放入一个密闭且里面具有放射性物质的盒子里，并且盒子里有一个能检测放射性物质衰变的设备，这个设备一旦检测到放射性物质衰变，就会自动的敲碎含有剧毒的容器，将猫毒死，反之如果放射性物质没有发生变化，猫则平安无事。

其实，这个实验只是一场头脑风暴，并没有真正的试验过，它主要的意思就是，将猫放入这个空间之后，需要打开盒子才能知道猫的生死，假如猫是死的，那么它并不一定是打开盒子的一瞬间死的，也可能是早已经死了。也就是说猫的生死其实不用外界观察就已经有了一个固定的结果。

这个实验的目的，是要反驳哥本哈根学派，关于量子系统的叠加态会因由和外部世界的相互作用，或被外部世界测量时而变成一种固定态的理论。而这个实验的结果是：猫是在被外部世界所观察之后，它的生死才处于一种固定态。但按照客观来说，这个猫，不管你外部观察与否，它的生死早就固定了。

拉普拉斯妖

拉普拉斯妖与薛定谔的猫一样都是不存在的动物，严格意义上说，它就是科学家的一种构想。它是由法国的数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出的一个假设，假设的内容是：如果有个“恶魔”，熟知我们宇宙之初所有原子的动量以及位置，那么它就可以根据这些信息准确的推算出宇宙任何时间的状态，就等于有了预知未来和回到过去的能力。

当然这个“恶魔”只是科学假设，所有人们将这个“恶魔”称为“拉普拉斯妖”，这种理论是不存在的，因为它完全忽略了不确定性以及熵增原理。

麦克斯韦怪

麦克斯韦怪同样也是科学家提出的一种构想，它是由英国的物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1871年提出的一个关于热力学的构想，简单来说就是一种能够区分单个气体分子速度的假想物，并且它能够让一个容器内运动快(“热”)的分子和运动慢(“冷”)的分子分别占据不同的区域，从而使容器中不同区域的温度不同。

由于这个也是不存在的，所以被人称之为怪。

芝诺的乌龟

芝诺的乌龟是人们对芝诺提出的一个理论的称呼，它被称为“芝诺悖论”。具体的意思是，一个人从A地点到达B地点，先走完整个AB间距离的一半，然后再走剩下部分的一半，如此往复。按照这个理论，人是永远不会到达终点的，但是这个理论已经被部分推翻，因为他把走路的时间无限的除，比如从A到B距离为1米需要1分钟，那么走半米需要30秒，而再走剩下的半米的一半也就是25公分则需要15秒，如此一直走下去，但是他忽略了人的速度和时间比。就好比仅剩下1厘米了你如何走1厘米的二分之一呢。

但是，这个理论依然还存在的主要原因就是它能解释微积分的无限这个概念。

总结

以上四种物理学的“神兽”都是物理学家们一个构想，随着人们的认知提高，部分的点已经被打破，但是到现在为止，这“四种神兽”身上依然有未解的部分。

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