如果用數(shù)學(xué)的方法，阿喀琉斯不僅能追上烏龜，還能落后它幾個(gè)街區(qū)； 但用物理思維，永遠(yuǎn)沒(méi)有辦法證明武士已經(jīng)追上了烏龜。 因?yàn)樵诒荣愔校汾s者首先要到達(dá)被追趕者的起點(diǎn)。 當(dāng)阿喀琉斯追到100米時(shí)，烏龜又向前爬了10米，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)新的起點(diǎn)； 阿基里斯他必須繼續(xù)追，當(dāng)他追上烏龜已經(jīng)爬過(guò)的10米時(shí)，烏龜又向前爬了1米，阿基里斯只能追那1米。 這樣，烏龜就會(huì)創(chuàng)造無(wú)限個(gè)起點(diǎn)，并且它總能在起點(diǎn)和它自己之間創(chuàng)造一個(gè)距離。 無(wú)論距離有多小，只要烏龜不斷地試圖向前爬行，阿喀琉斯就永遠(yuǎn)無(wú)法前進(jìn)。 追不上烏龜了！
這個(gè)悖論困擾了整個(gè)科學(xué)界數(shù)千年，也導(dǎo)致了第二次數(shù)學(xué)危機(jī)。 直到現(xiàn)代微積分的出現(xiàn)，人類(lèi)才有能力解構(gòu)這個(gè)問(wèn)題并相對(duì)完美地回答它。
芝諾的烏龜緩慢地爬行了2000年后，拉普拉斯獸來(lái)到了這個(gè)世界。 1814年，法國(guó)數(shù)學(xué)家拉普拉斯提出了一個(gè)科學(xué)假設(shè)：世界上有一種神獸，它知道宇宙中每個(gè)原子的確切位置和動(dòng)量。 那么它就可以利用牛頓定律來(lái)展示宇宙事件的整個(gè)過(guò)程。 在過(guò)去和未來(lái)。 而這只超凡脫俗的“神獸”就是拉普拉斯獸，所以宇宙萬(wàn)物的運(yùn)轉(zhuǎn)以及未來(lái)都在這只捉摸不透的“神”的掌控之中。
拉普拉斯獸的想法是基于牛頓經(jīng)典物理學(xué)，一度被認(rèn)為是堅(jiān)不可摧的。 然而，一百多年后，這頭拉普拉斯的野獸被開(kāi)爾文和海森堡用量子力學(xué)打敗了。 量子物理學(xué)創(chuàng)始人之一海森堡提出了不確定性原理：你無(wú)法同時(shí)知道粒子的位置和速度。 由于測(cè)量不再準(zhǔn)確，因此無(wú)法推測(cè)未來(lái)。 量子物理學(xué)中的“果不一定有因”進(jìn)一步動(dòng)搖了經(jīng)典物理學(xué)中的因果理論。 隨著量子物理學(xué)的蓬勃發(fā)展，后續(xù)的各種理論和實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象都與拉普拉斯獸格格不入。 混沌理論的誕生再次完美駁斥了拉普拉斯幽靈的存在，最終拉普拉斯獸被馴服。
然后是麥克斯韋妖。 1871年，英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯·麥克斯韋提出了一個(gè)熱力學(xué)假設(shè)實(shí)驗(yàn)。
那是一個(gè)永動(dòng)機(jī)頻繁出現(xiàn)的時(shí)代，一群人熱衷于永動(dòng)機(jī)的幻想。 當(dāng)“能量守恒定理”揭曉后，人們發(fā)現(xiàn)第一種永動(dòng)機(jī)無(wú)法制造，于是瞄準(zhǔn)了“第二種永動(dòng)機(jī)”，即熱與功之間的轉(zhuǎn)換。 后來(lái)，熱力學(xué)第二定律出現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)了熵增原理。 第二種永動(dòng)機(jī)卻弄巧成拙，真正杜絕了永動(dòng)機(jī)的幻想。 麥克斯韋妖是響應(yīng)熱力學(xué)第二定律，即熵增定律而提出的。 作為物理學(xué)大師，麥克斯韋隱隱約約地感覺(jué)到物理學(xué)四大神獸之麥克斯韋妖，宇宙中可能存在著某種抵抗熵增加的機(jī)制。 但他無(wú)法清楚地解釋這個(gè)機(jī)制，只能推測(cè)這是“惡魔”。
這個(gè)“小惡魔”的工作原理是這樣的：一個(gè)絕緣的盒子被分成兩個(gè)相等的單元格，中間有一扇由“小惡魔”控制的小“門(mén)”。 他站在門(mén)前，盯著每一個(gè)分子。 如果是快速移動(dòng)的分子（勢(shì)能高，也就是比較熱），他就不會(huì)讓這個(gè)分子通過(guò)。 如果是移動(dòng)緩慢的分子（勢(shì)能低，即比較冷），他就不會(huì)讓該分子通過(guò)。 他就這么放手了。 隨著時(shí)間的推移，原本溫度平衡的盒子變得半熱半冷。 這違背了熱力學(xué)第二定律。 根據(jù)熵增定理，相反的過(guò)程是正確的。 這種怪物的外貌與拉普拉斯獸不同，讓人絕望。 他是整個(gè)宇宙的救世主！
因?yàn)闊崃W(xué)第二定律告訴我們，宇宙的熵一直在增加物理學(xué)四大神獸之麥克斯韋妖，最終，整個(gè)宇宙將變得寂靜。 也就是說(shuō)，無(wú)論人類(lèi)科技發(fā)展到什么程度，結(jié)局都注定是毀滅。 但這個(gè)惡魔的出現(xiàn)，卻讓人們意識(shí)到，可以將這個(gè)過(guò)程中的能量消耗降到最低，從而在不損失能量的情況下獲取信息。 這意味著宇宙仍有可能得救。 而如果真的存在的話，第二種永動(dòng)機(jī)就有可能真的實(shí)現(xiàn)。 但現(xiàn)在物理學(xué)已經(jīng)證明，小惡魔在控制“門(mén)”的消散過(guò)程中仍然需要消耗能量，但并不是釋放分子的過(guò)程，而是判斷分子速度的過(guò)程。 也就是說(shuō)，信息還是有能量的！ 是負(fù)熵！ 這意味著麥克斯韋妖仍然沒(méi)有違反物理第二定律。
最后一只“薛定諤的貓”離我們最近。 1935年，奧地利物理學(xué)家薛定諤針對(duì)量子力學(xué)的邊界問(wèn)題提出了一個(gè)著名的思想實(shí)驗(yàn)：盒子里有一只貓和少量放射性物質(zhì)。 放射性物質(zhì)有 50% 的可能性會(huì)衰變并釋放出有毒氣體殺死貓，而放射性物質(zhì)有 50% 的可能性不會(huì)衰變而貓會(huì)幸存。
根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)，這兩個(gè)結(jié)果之一必須出現(xiàn)在盒子里。 貓是死是活，只有打開(kāi)盒子后，外界的觀察者才能知道。 而在盒子被打開(kāi)之前，魔貓會(huì)處于一種“生與死”的狀態(tài)，一種生與死疊加的狀態(tài)。 薛定諤的貓本身就是一個(gè)假設(shè)的概念。 隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)诠庾印⒃印⒎肿又袑?shí)現(xiàn)了薛定諤貓態(tài)，甚至開(kāi)始利用病毒來(lái)制備薛定諤貓態(tài)，比如劉慈欣《球狀閃電》中量子態(tài)的轉(zhuǎn)變。越來(lái)越接近實(shí)現(xiàn)薛定諤的貓作為一個(gè)生命體。
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