几大物理神兽排名前十(物理学十大神兽排行)

在科学研究中，“实验”是最基本的方法之一，通过实验的方式去探索某种自然现象和自然规律，同时可以排除一些意外情况，获得更准确的数据。而在物理学中，经常会提及“思想实验”这个概念。

所谓“思想实验”就是利用我们的想象力，来完成一些现实中不可能实现的实验，在物理学发展的过程中，很多理论都是建立在思想实验之上，随着科学的发展才一步步证实的，在物理学的各种思想实验中，存在物理学“四大神兽”，最著名的是“薛定谔的猫”，除了这个猫咪，你还知道哪个？

薛定谔的猫

薛定谔的猫可以说是“大名鼎鼎”，很多人都听过这个思想实验，但是很少有人理解这个实验真正的含义，以及为什么这个实验会导致一只猫咪陷入“又生又死”这样奇特的状态中。

实验并不复杂，把猫咪放在一个容器中，这个容器中存在“氰化物”和 “镭”，如果镭发生衰变，就会导致装着氰化物的玻璃瓶被打碎，猫咪就会因为氰化物的泄露而死去。但是镭的衰变几率是不确定的，可能在实验开始的一秒钟就发生衰败，也有可能永远不会衰变。

如果不打开这个盒子观察，你无法知道镭的状态，也无法知道猫咪的状态。在量子力学中，镭的状态处于两种状态的叠加态中，也就是说这个时候的镭被视为两种状态同时存在，而镭的状态也会对猫咪产生影响，猫咪就陷入了奇妙的叠加态中，我们无法判断猫咪的生死，只能认为这个猫咪“又死又活”。

其实薛定谔提出这个思想实验，并不是想证明什么，只是想向世人展示量子力学的“不完备性”，用一只小小的猫咪把宏观和微观结合在一起，指出了目前物理理论的不完善。

拉普拉斯妖

拉普拉斯妖是法国数学家提出的一个概念，他假设宇宙中存在一个妖怪，这个妖怪知道宇宙中一切基本粒子的位置还有动量，并且这个妖怪还拥有足够的运算能力，可以计算出这些基本粒子的下一步运动。

也就说，这个妖怪可以“预知未来”，因为它知道所有基本粒子的位置，并且可以计算出这些粒子下一步的运动，就等于知道了宇宙的未来。

真的存在这样的妖怪吗？答案当然是不存在，因为量子力学的诞生，粒子的不确定性和波粒二象性直接导致了拉普拉斯妖的不存在，想要预测宇宙中全部基本粒子的状态是不可能的，大多数量子的状态是无法预知的。

拉普拉斯妖诞生的时代背景，物理学对宇宙认知的观点是“决定论”，也就是源自牛顿的机械宇宙观产生的一种宇宙观，这种理论认为，宇宙中的一切都是决定好的，我们可以通过过去来预测未来。

但是自从科学家发现宇宙在膨胀，整个宇宙并不是静止且稳定的状态后，就开始不被大众认可了。

芝诺的乌龟

芝诺的乌龟是古希腊时代产生的一个悖论，目前的数学和物理学已经可以完美地解决这个问题，这个思想实验还是十分有趣的，探讨了时间和空间的极限问题，以及时间和空间的连贯性。

一个擅长跑步的神和一个乌龟比赛跑步，为了公平乌龟在领先10米的位置出发，乌龟每秒可以爬1米，而这个神每秒可以跑10米，也就是说1秒后两者之间的距离就会只剩下1米。

这个擅长跑步的神必须追上这个乌龟，才能完成超越，每当他跑出去一点，乌龟也会向前移动一点，如果时间可以无限分割，那么这个神就永远也追不上乌龟。这个理论其实和0.999无限循环=1和0.999小于1这个问题一样，是在讨论最小是否存在的极限问题。

提出这个悖论的芝诺肯定知道，乌龟会在两秒后会被超越，但是在当时对于时间和空间的定义还不明确，才有这样的悖论诞生。

麦克斯韦妖

麦克斯韦妖和物理学中的热力学第二定律有关，热力学第二定律“熵增定律”被称为物理学第一定律，这个定律指出，在某个封闭的系统中，随着时间的推移“熵”的总值会越来越高，其实就是混乱的程度必然会随着时间的增加而增加！

如果宇宙是一个封闭系统，宇宙的最终结局是否就是一片混沌的虚无呢？麦克斯韦妖就是一个假想中试图打破热力学第二定律的实验，这种假想中的妖怪可以控制和预测单个分子的运动，由此就可以避免熵的增加，并且制造出另类的第二类永动机。

这就是物理学中的“四大神兽”，其实就是四个思想实验中的角色，这四个思想实验都是在某个理论不完善的情况下被提出来的，人类的物理学和科学永远不会完美，总会有各种各样新的的问题出现，也就会有各种不同的思想实验诞生！