公元前464年，物理帝國世紀體育大賽開幕，芝諾的烏龜與海神波塞冬的兒子阿喀琉斯賽跑。 阿喀琉斯體格強健，肌肉發(fā)達，四肢有力。 芝諾的烏龜又短又瘦，有著圓圓的眼睛和堅固而笨重的龜殼。 芝諾的烏龜因身體狀況不佳，申請?zhí)崆芭?00米。 阿喀琉斯知道自己的速度是芝諾烏龜?shù)氖叮院敛华q豫地答應(yīng)了。
比賽開始了。 當(dāng)阿喀琉斯追烏龜?shù)?00米時，烏龜已經(jīng)向前爬了10米； 阿喀琉斯繼續(xù)追，當(dāng)他追烏龜十米時，烏龜已經(jīng)向前爬行了十米。 米； 阿基里斯只能向前追1米，而烏龜已經(jīng)向前爬了1/10米； 這樣，芝諾的烏龜就可以始終與阿喀琉斯保持一定的距離，無論距離有多小，但只要烏龜不斷地向前爬行，阿喀琉斯就永遠追不上烏龜！
阿喀琉斯雖然是全人類最頂尖的英雄，但最終還是敗給了芝諾烏龜?shù)乃臈l短腿。 芝諾的烏龜從此聲名遠揚，無與倫比。 不僅是古希臘，就連智者云集的東方文明，都對這只烏龜無能為力。 《莊子·天下篇》提到：“棍一足，日取其半，而長存矣”。 其實也是這只烏龜。 變體。
在現(xiàn)實世界中，芝諾的烏龜似乎相當(dāng)不合理，因為如果你隨機拉一只烏龜，無論它跑多遠，一個6歲的孩子都可以追上并碾碎它。 而且，只需建立一個簡單的方程組t=s/(v1-v2)，也可以計算出阿基里斯追上芝諾烏龜?shù)臅r間。
但物質(zhì)帝國不同。 一切都需要嚴格的邏輯推理和證明才能存在。 因此，即使我們能夠很容易地找出阿喀琉斯追上烏龜所需的時間，甚至憤怒地踩死烏龜，我們?nèi)匀粺o法證明他為什么能追上烏龜。 如果我們想摧毀它，就必須解決極限問題。 然而，從畢達哥拉斯到歐拉，偉大的數(shù)學(xué)家中沒有一位能夠破解極限問題。 所以，這只不講理的芝諾龜，以神獸的形式在物質(zhì)帝國定居了兩千多年。
整整兩千多年后，數(shù)學(xué)大師萊布尼茨和科學(xué)大師牛頓在遠處實踐了“微積分”，用微積分中的“極限”方法打破了空間和時間的連續(xù)性。 這讓大英雄阿喀琉斯終于在物理帝國的競技場上追上了芝諾的烏龜。 然而，人類對這只千年龜依然懷有怨恨。 從哲學(xué)到尖端物理學(xué)，人們經(jīng)常與之爭吵。
19世紀初，整個物理世界變得清晰，牛頓給萬物帶來了光明。 爬在老主門下的拉普拉斯宣稱，當(dāng)前的客觀世界是過去之果，未來之因。 這個世界上有一種神獸，擁有浩瀚神通，無所不知。 只要它愿意動動手指和眼睛，記錄下某個瞬間，它就可以知道宇宙中每一個原子的準確位置和動量，并且可以用牛頓的簡單公式瞬間計算出宇宙的過去和未來。 這就是著名的聽獸拉普拉斯，善于演繹，能知萬物。
拉普拉斯的基本理論是：通過了解物質(zhì)前一時刻的運動狀態(tài)，可以推導(dǎo)出下一時刻的運動狀態(tài)。 確定了整個宇宙中每個粒子的運動狀態(tài)后，就可以推導(dǎo)出下一時刻的運動狀態(tài)。
拉普拉斯是19世紀經(jīng)典力學(xué)最有力的棋子。 他吸收了畢達哥拉斯“一切皆數(shù)”的力量，并與天體力學(xué)、概率論等思想的精髓相結(jié)合，創(chuàng)造了宏觀經(jīng)典力學(xué)的守護神拉普拉斯。 拉爾斯獸，睡在威斯敏斯特教堂的牛頓爺爺高興得合不攏嘴。 因為這說明他親手建立的經(jīng)典物理帝國是堅不可摧、無所不能的。
但大多數(shù)人并不那么幸福。 如果人類一切的命運都被拉普拉斯妖算計清楚了，那我們還有什么希望呢？ 必須盡快將其殺死。 一百年內(nèi)，熱力學(xué)和量子力學(xué)等新理論將向它發(fā)起攻擊。 物理學(xué)家開爾文和量子力學(xué)海森堡開始聯(lián)手圍剿它。 這個是萬能的。 拉普拉斯惡魔終于死了。 與眼前的千年老龜相比，它也算是夭折了。
19世紀，基于不可逆性的熱力學(xué)盛行，極大地損害了以可逆性為基石的拉普拉斯妖的生命力。 20世紀，困擾人類數(shù)百年的雙縫干涉實驗成功證明了因果律在微觀世界中完全無效，而海森堡的測不準原理也表明，無論神獸多么強大，它無法看到微觀世界的全貌。
更可悲的是，即使拉普拉斯的惡魔徹底死了，不仁慈的人類也不愿意留下這只短命神獸最后的尊嚴。 因為，從宇宙最大熵、光速以及通過一個普朗克長度傳輸信息所需的時間來計算，拉普拉斯妖的計算能力上限已被確認約為10,120位。 從此，物理帝國中無法存在驚人的計算能力。麥克斯韋惡魔
早在公元 1200 年，成千上萬的科學(xué)家就對永動機著迷。 到了19世紀，熱力學(xué)蓬勃發(fā)展，各類永動機一一被拍出來。 這時，連愛因斯坦都敬佩的電磁學(xué)大師麥克斯韋創(chuàng)造了物理學(xué)史上第三大神獸——麥克斯韋妖。 如果這種神獸真的存在，或許創(chuàng)造出違反熱力學(xué)第二定律的永動機不再是夢想，宇宙有可能走向熵寂并起死回生。
麥克斯韋妖是麥克斯韋想象出來的一種妖，可以探測和控制單個分子的運動。 麥克斯韋意識到自然界存在一種與熵增加相反的能量控制機制。 但他無法清楚地解釋這個機制，只能幽默地假設(shè)一個“惡魔”。 簡單來說，一個絕緣容器被分成兩個相等的隔間，中間有一扇由“惡魔”控制的小“門”。麥克斯韋惡魔體型迷你，沒有特殊能力，但視力良好，動作敏捷反應(yīng)，并且能夠準確地檢測和控制單個分子的運動，快速地將運動速度快的分子從左邊的盒子扔到右邊的盒子，將運動慢的分子從右邊的盒子扔到左邊的盒子。因此，這個小盒子不不僅產(chǎn)生了左右部分的溫差，而且還實現(xiàn)了熵的自發(fā)減少，乍一看很容易看出麥克斯韋妖打敗了熱力學(xué)第二定理，同時還增加了一個相反的力推曾經(jīng)著名的“熱死理論”。麥克斯韋妖的物理意義就是撥亂反正，防止一個封閉的系統(tǒng)變成一潭死水。擴展到現(xiàn)實世界，這只魔獸可以控制一切事物陰陽顛倒。
雖然人們希望帶領(lǐng)宇宙違反熱力學(xué)第二定律的麥氏怪物確實存在，但在紀律嚴明的物理帝國中，頭腦簡單的麥氏怪物也命運多舛。 它困擾了科學(xué)家150多年，至今仍不清楚它的起源是什么。 死亡即是生命。 20世紀50年代，信息熵的概念被提出。 如果麥克斯韋妖想要實現(xiàn)熱力學(xué)中的熵減物理學(xué)四大神獸之麥克斯韋妖物理學(xué)四大神獸之麥克斯韋妖，就必須獲得分子運動的信息。 不消耗能量就不可能獲取信息。 因此，麥克斯韋妖不可能存在于孤立的系統(tǒng)中。 說到底，這個有良心的小妖精可能只是人類想象中的救世主，不可能存在于時空之中。
然而，當(dāng)信息論在熱力學(xué)中站穩(wěn)腳跟后，麥克斯韋妖的生死之戰(zhàn)變得更加精彩。 進入21世紀，學(xué)術(shù)界癡迷于研究熵減過程，麥克斯韋妖再次出現(xiàn)。 2007年2月，人造麥克斯韋妖被發(fā)現(xiàn)，它通過“信息逃逸閥”逐漸使系統(tǒng)脫離平衡。 然而，這個人造麥克斯韋妖仍然需要光作為能源。
麥克斯韋妖才是科學(xué)家眼中真正的救世主。 如果真的存在，老人就能把金發(fā)變成黑發(fā)，宇宙就能從熵變走向重生。 從此水可以收復(fù)，破碎的鏡子可以重逢。薛定諤的貓
20世紀，物理學(xué)帝國一片混亂。 一頭無害卻難以對付的神獸，與量子力學(xué)一起降臨人間。 這種神獸誕生于史上最浪漫的物理學(xué)家薛定諤的手中，因此被命名為薛定諤的貓。
與前面三位神通廣大的神獸相比，薛定諤的貓的命運最為悲慘。 它既不能享受金槍魚口味的貓罐頭，也不能有貓奴來追求它。 自始至終，它都生活在物理帝國之中。 在刑場上，他練就了生與死同時進行的能力。 這個刑場是密室，刑具是錘子和毒瓶。 錘子由電子開關(guān)控制，電子開關(guān)由放射性原子控制。 如果原子核衰變，α粒子就會釋放出來，觸發(fā)電子開關(guān)，貓肯定會死。 然而，原子核的衰變是一個隨機事件。 雖然人們可以準確地知道原子核衰變時刻的概率，但無法確定原子核何時衰變。 因此，雖然薛定諤的貓肯定會死，但人們卻無法確切知道它什么時候會死。 也就是說，在密室打開之前，貓要么是活的，要么是死的。
但事情并沒有那么簡單，因為這只可憐的貓在量子世界中被賦予了一種特殊的功能——量子疊加。 在這只貓身上，宏觀世界的因果法則已經(jīng)崩潰，只剩下一系列的概率波。 因此，在被觀察之前，貓既死又活，是生與死的疊加。
盡管薛定諤創(chuàng)造這種神獸只是為了方便大眾從宏觀層面了解量子物理，但它很快就成為了所有人的噩夢，各種解釋和研究紛紛涌現(xiàn)。 1957年，埃弗雷特利用“多世界理論”為貓找到了一個家。 他認為，問題不在于盒子里的放射性原子是否衰變，而在于它是否衰變。 薛定諤的貓是一個生物。 當(dāng)它被觀察到的那一刻，世界就分裂成了兩個版本。 在版本A中，貓是活的，而在版本B中，貓是死的。 然而，“多世界理論”雖然十分優(yōu)雅，但卻受到量子力學(xué)泰斗哥本哈根學(xué)派的打壓，因此鮮為人知。 因此，這只可憐的貓至今仍在人間與地獄之間的灰色空間里徘徊。
雖然從未見過行走在生與死邊界上的貓，但實驗室的科學(xué)家們一致證實，他們看到了薛定諤貓的鬼魂。 你無法想象它還活著，但它確實存在。 隨著微觀世界的真正發(fā)現(xiàn)，另一個團隊正計劃將薛定諤的貓徹底帶入宏觀世界，挑戰(zhàn)量子世界的邊界。
但迄今為止，盡管量子理論取得了巨大成就，但它仍然是物理學(xué)帝國中的一片烏云。 或許，只有兩個世界真正攜手的那一天，薛定諤的貓才能在天堂安眠。
