为了更好地阐述自己的想法,物理学家喜欢通过讲故事来进行形象的说明。 物理学界的“四大神兽”便是这样诞生的。
古希腊哲学家芝诺曾讲过这样一个故事:乌龟和阿喀琉斯赛跑。阿喀琉斯身为海洋女神之子,号称希腊第一勇士,身体强壮,奔跑速度比乌龟快十倍。 赛跑时, 他很有体育精神,让乌龟先跑一百米,然后自己才发力追赶。 等到他跑了一百米时,乌龟比他领先十米 ;等他又追了十米时,乌龟又比他领先了一米。如此反复,阿喀琉斯什么时候能追上这只乌龟呢?因为涉及数学的极限概念,这个问题一直到微积分这门学科的创立才得到解决。
200 年前, 法国物理学家拉普拉斯根据牛顿定律,设想宇宙间存在一只神兽,它神通广大, 无所不知,它能知道宇宙间每一个原子的位置和动量,并且会通过牛顿的物理公式计算出宇宙的过去和未来。 人们管拉普拉斯设想 出 的 这只神兽叫拉普拉 斯兽。
两个容积相同的水箱,左边的水温 40 摄氏度, 右边的水温60 摄氏度。如果两个水箱中的水完全混合,水温将是 50 摄氏度。英国物理学家麦克斯韦就想:为什么不能是一个 20 摄氏度,另一个 80 摄氏度呢? 1871 年,他设想出一个精灵,它能够探测出分子运动的速度,混合冷热不同的水之后,精灵迅速出击,将运动慢的水分子移到左边,再将运动快的水分子移到右边。 这个精灵被人称作麦克斯韦妖。 如果这样的精灵真实存在,创造永动机将成为现实, 宇宙的寿命也将会变得无限长。
1935 年,奥地利量子力学家薛定谔提出了这样一个设想: 将一只猫关在装有毒药和少量镭的铁盒子里。 如果镭已经发生衰变, 触发机关打碎装有毒药的瓶子,猫就会死 ; 如果镭尚未发生衰变,猫就存活。 根据量子力学理论,在人们打开盒子观察之前,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加状态,猫会处于死猫和活猫的叠加状态,也就是说,这只猫既死又活。 |