趣味科学史-34物理学四大神兽大PK,谁最厉害?
咱们说说物理学四大神兽的故事。在咱们中国一直有四大神兽的传说,左青龙右白狐,南朱雀北玄武,说这四种神兽都拥有神奇的力量,可以庇护人间。而在物理学的历史中,人们也评选出来了四大神兽,他们也都拥有强大的力量,给物理学家们造成了不少麻烦。
那么这物理学四大神兽都是什么呢?简单来说,一个怪兽一个妖,一只乌龟一只猫,怪兽名叫拉普拉斯兽,妖怪名叫麦克斯韦妖,乌龟是芝诺的龟,猫是薛定谔的猫。这名字真够千奇百怪的那这四只神兽有什么强大的力量呢?咱们一个一个说。
先说芝诺的乌龟,这只神兽最为古老,它来自于科学发源的年代古希腊。古希腊有一位名叫芝诺的哲学家,他说古希腊传说中跑得最快的英雄阿喀琉斯追不上一只乌龟。这可不是说乌龟长了飞毛腿,这就是一只慢腾腾一步一挪的乌龟。那阿喀琉斯怎么追不上它呢?听芝诺给你讲讲,咱们假设说乌龟站在阿喀琉斯身前100米的地方,乌龟的速度是阿喀琉斯的10分之1。那么当阿喀琉斯往前跑100米,来到乌龟原来的位置时,乌龟此时已经往前走了10米。再然后当阿喀琉斯往前又跑了10米后,乌龟此时又往前走了1米。当阿喀琉斯又往前跑了1米,乌龟在他身前0.1米,也就是10厘米的位置,阿喀琉斯又往前跑了10厘米,乌龟在他身前1厘米等等等等。
按照基诺的说法,阿喀琉斯追赶乌龟的这个过程会重复无数次,每次当他要赶上乌龟的时候,乌龟总要领先它一丁点距离,所以阿喀琉斯永远也追不上乌龟。这听着是不是不对劲儿?现实的生活里,阿喀琉斯不出几秒钟就能追上乌龟,可按照基诺的推理,阿喀琉斯经过无数次追赶也追不上乌龟。这是怎么回事呢?这个问题的答案在古希腊没有得到解决,一直到了牛顿发明微积分以后,大家才恍然大悟,原来无数次追赶乌龟花费的总时间并不是无限长,而是有限的。换句话说,无数个数字相加的和不一定是无限大,而是一个很小的数字。所以阿喀琉斯就能在有限的时间里完成无数次追赶乌龟的步骤,一步超过他。嘿到这儿为止,芝诺的乌龟算是被打败了。
咱们再来看第二只神兽拉普拉斯兽。如果你在网络上搜拉普拉斯,那你八成会搜到一只宝可梦或者说宠物小精灵。它长得像是尼斯湖里的可爱水怪,拥有的超能力也是跟水和冰有关。但实际上这并不是咱们要说的拉普拉斯兽,他们只是恰好重名而已。真正的拉普拉斯兽是根据一位名叫拉普拉斯的法国科学家的名字起的……