【薛定谔|科学界“四大神兽”，除了薛定谔的猫，另外三个你可能都不知道|量子力学|斯韦|科学家】_

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薛定谔|科学界“四大神兽”，除了薛定谔的猫，另外三个你可能都不知道

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科学对人类的帮助是毋庸置疑的，它不仅颠覆了人类以往数千年对世界的认知，还进一步拓展了人类的探索范围。

科学想要进步其实并没有什么捷径可走，它靠的就是无数科学家前赴后继的探索与研究。而在对科学的研究中， “实验”是其最基本也是最直接的方法之一。
有意思的是，因为种种原因的困扰和限制，一些实验的实验地点并不是在现实世界中，而是在人类的大脑中用想象力去完成，科学家们将这种另类的实验称为“思想实验” 。

随着思想实验的出现与普及，科学界也因此诞生了“四大神兽” 。而这四大神兽中，可能除了薛定谔的猫比较出名之外，另外三个很少有人知道，下面就一起来看看这科学界“四大神兽” 。
薛定谔的猫
正如上文所说，随着量子力学的逐渐普及，薛定谔的猫这个著名的思想实验也开始逐渐被人所知。
不过，虽然实验的名声打出去了，但许多人不知道薛定谔这个“虐猫狂人”为什么要跟一只猫过不去，甚至要将它关到一个箱子中，又在箱子中放入毒药。

其实薛定谔当初设计这个思想实验的目的，是为了反驳量子力学的根本——哥本哈根诠释，而实验设计的也非常简单：
将一只猫放入一个不透明的封闭箱子中，并且在箱子中放入一个盖格计数器、毒气释放装置以及一个放射性原子。

假设该原子在一小时内有50%的概率衰变，衰变后会释放出一个粒子，这个粒子会被盖格计数器检测到，从而打开毒气释放装置，将封闭箱子中的猫杀死。实验的问题是：一小时后，箱子中的猫是生还是死？
如果不打开箱子观察，永远也不知道箱子中的原子是否已经衰变，也就不知道猫咪的状态。在量子力学中，原子的状态处于两种状态（衰变或不衰变）的叠加态中。

而因为原子的状态也能影响猫咪的状态，因此猫咪也就陷入了“或生”、“或死”的奇妙状态中，我们在无法判断猫咪状态的情况下，只能认为它此刻“又生又死” 。
搞笑的是，薛定谔设计这个思想实验的目的明明是为了反驳量子力学，但到头来却成为了诠释量子力学特性的典型试金石。
拉普拉斯妖
1814年，法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯提出了一个概念：有一个妖精，这个妖精知道宇宙中所有粒子以及它们的运动轨迹，并且能够用经典力学推理出所有下一个瞬间的信息。
其实如果宇宙中真的有拥有这种能力的妖精，就等于它知道了宇宙中所有事物的未来。那么这样的妖精真的存在吗？答案当然是否定的。

对于其最大的驳斥就是量子力学的出现与建立。量子力学认为未来是不确定的，而是会以一种概率的方式随机发生。
需要注意的是，量子力学中所说的“未来是不确定的” ，其实并不是完全的不确定，而是给出了可能会出现的情况及其对应的概率，未来只会在这些给出的可能中选择（也会出现特殊情况）。

为什么会出现拉普拉斯妖？其实这主要是因为当时科学界仍然是“决定论”占据主导地位，认为宇宙中的一切都能够通过前提条件计算推导，人类的行为、认知都有条件决定其发生，这意味着未来是能够通过计算精准预测的。分页标题#e#
值得一提的是，爱因斯坦最开始是非常推崇决定论的，由此在面对量子力学时才有了那句非常有名的话——上帝不投骰子。但事实证明他错了，上帝不仅投骰子，而且投得非常好。
麦克斯韦妖
1850年，物理学家鲁道夫·克劳修斯提出了热力学第二定律，用于描述热量从高向低的移动过程。
1855年，克劳修斯在其中引入了“熵”的概念，用于描述其不可逆的过程，所以热力学第二定律也被称为“熵增定律” 。

为了证明熵增定律只有在某些限定条件下才能成立，科学巨匠麦克斯韦设计了一个很有意思的思想实验：
一个不受外界温度影响的箱子被一块活板分为A、B区，活板由一个小妖控制，它知道箱子中任意分子的运动速度。

每当A区速度快的分子快撞上活板时，小妖就会控制活板将它放入B区， A区中剩下的都是运动速度慢的分子。
而B区中的情况和A区完全相反，那些运动速度快的分子会被留在B区不动，运动慢的分子则会被小妖放到A区。

采用这样的分类方法之后， B区分子平均运动速率会升高， A区则和B区完全相反，也就意味着B区温度高， A区温度低。
按照“熵增定律” ，热量会从高到低移动，最后全部平均，这是个完全不能逆转的过程，但此时原本温度一样的A、B两区却出现了越来越明显的温差，这说明“熵增定律”是可逆的。
麦克斯韦设计的这个思想实验让当时许多人哑口无言，直到二十世纪五十年代信息熵概念的出现，这只在盒子中控制着活板门的麦克斯韦妖才彻底退出历史舞台。
芝诺的乌龟【薛定谔|科学界“四大神兽”，除了薛定谔的猫，另外三个你可能都不知道】
芝诺的乌龟是古希腊哲学家芝诺设计的思想实验，主要探讨了时间与空间的连贯性，也就是时间究竟是不是可以被无限分割。
在芝诺设计的实验中，希腊有名的运动健将阿基里斯与一只乌龟进行赛跑，阿基里斯对自己非常有信心，他先让乌龟跑1000米，然后再从起始线追赶乌龟。

芝诺指出，在阿基里斯跑到1000米这个节点时，乌龟肯定又往前爬了一段距离，比如说20米。此时乌龟距离起始线1020米，阿基里斯距离起始线1000米。
为了追上乌龟，阿基里斯仍然要继续奔跑，再跑20米的距离，而当他再跑20米时，乌龟肯定又往前跑了一段距离，比如说1米，阿基里斯继续往前追1米，而乌龟则又往前跑了1厘米，阿基里斯继续向前追1厘米……

可能很多人都发现了，在这个故事中阿基里斯只能无限接近跑在他前面的乌龟，却不能真正的追上它。
也就是说，只要阿基里斯和乌龟之间的距离能够无限分割下去，那可以被无限分割的距离就需要用无限的时间去追赶。

芝诺提出的这个悖论直到现在还在一直让我们去反思，空间与时间究竟有没有真正意义上的最小单位，而它们又和宇宙中其他存在有着怎样的联系。
以上就是科学界“四大神兽” ，它们其实就是四个思想实验中的“主角” 。从某种意义上来看，它们其实也象征着人类对真理的追求以及对科学严谨的态度，而在这种追求和态度之下，未来或许会有越来越多有意思的“神兽”出现。