物理学四大神兽是哪四只

物理学的尽头不是公式，不是定律，而是四只怪兽。这不是玩笑，这四只神兽曾经逼疯了人类最聪明的大脑。麦克斯韦被第一只折磨了一辈子，薛定讷被第二只搞到怀疑人生， 爱因斯坦到死都没能驯服第三只。而第四只至今没有任何人类能够回答他的问题。他们不是神话传说，他们是物理学家用绝望和疯狂亲手创造出来的四项实验。 麦克斯为妖，薛定厄的猫、拉普拉斯兽、芝诺的龟，这四只神兽分别指向宇宙最底层的四个漏洞。 热力学第二定律可能是假的，量子世界的猫可以同时活着和死去，宇宙的未来可能早就被斜死了，而你永远追不上一只乌龟。更可怕的是，这些问题不是科学家在开玩笑，而是物理学大厦最深处的裂缝， 一百多年过去了，没有一只被彻底杀死，他们还在那里嘲笑着人类的智慧。现在，让我带你走进这四只神兽的巢穴。先从最古老的那只说起。第一只神兽麦克斯韦要。 一八六七年，英国物理学家麦克斯韦写了一封信，这封信直接在物理学界投下了一颗炸弹，他在心里描述了一个可怕的场景，想象一个密封的盒子，里面装满了空气分子用一块隔板把盒子分成左右两半， 隔板上开了一扇极小的门，门口站着一只看不见的小妖精。这只妖精有一个特殊的本领，他能看清每一个分子的速度，快的分子飞过来，他就开门 放到右边，慢的分子飞过来，他就关门留在左边。你知道这意味着什么吗？分子速度越快，温度越高。经过这只小妖的分解，右边全是快分子，越来越热，左边全是慢分子， 越来越冷。一个原本温度一样的盒子，被这只小妖活生生分成了冷热两半。这直接违背了热力学第二定律，热量不可能自发的从冷的地方跑到热的地方，这是宇宙的铁律。但麦克斯韦妖 做到了。更恐怖的是，如果这只腰真的存在，永动机就不再是梦。你可以用左右两边的温差来发电，源源不断，永不停息。整个宇宙的命运都会被改写。因为按照热力学第二定律，宇宙正在走向热季，所有的能量都会变成均匀的热量，温度处处相同， 再也没有任何变化，一片死寂。但如果麦克斯为妖存在，宇宙就可以起死回生。这只小妖让物理学家们抓狂了。整整一百多年，直到一九六一年，一个叫蓝道尔的物理学家站了出来，他说，你们都忽略了一件事，这只小妖要分拣分子，就必须获取信息。 他要知道，每个分子是快还是慢，而获取信息是要付出代价的。一九八二年，另一个物理学家被奈特补了一刀。小妖的记忆是有限的， 他分解了那么多分子，脑子里存了那么多信息，迟早会存满。存满了怎么办？必须擦除旧信息，才能记录新信息， 而擦除信息这个动作，必然会产生热量增加伤。换句话说，小妖偷偷降低了盒子里的伤，但他自己身上的伤增加了，整个系统的总伤并没有减少。热力学第二定律依然坚如磐石。二零一二年，欧洲科学家终于用实验验证了这一点。 擦除异比特的信息至少需要消耗 k t l n 二的能量。这个数值虽然极小，但它证明了一个惊人的事实， 信息不是虚无缥缈的概念，信息是有质量、有能量、有物理代价的。麦克斯韦妖没有违反物理定律，它只是把代价藏在了信息里。这只妖精虽然没能掀翻热力学第二定律，但它意外地催生了一个全新的学科信息，热力学。二零二四年， 中国科学家甚至用超导量子芯片造出了一个真正的量子版麦克斯韦，要用来研究量子纠缠和热力学的关系。一百五十年过去了，这只小妖依然活跃在物理学的最前沿。第二只神兽，薛定讷的猫 一九三五年，奥地利物理学家薛定讷做了一个思想实验，这个实验至今仍然让全世界的物理学家头疼。想象一个密封的箱子，里面关着一只猫，箱子里还有一个放射性原子， 原子有百分之五十的概率摔变，如果摔变了，就会触发一个装置打碎毒药瓶，猫就死了。如果没摔变，猫就活着。问题来了，在你打开箱子之前，这只猫是死的还是活的？普通人会说，当然是要么死，要么活，只是我们不知道而已。但量子力学告诉你不对， 在你打开箱子的那一刻之前，这只猫同时处于死和活的叠加状态，不是要么死，要么活，而是又死又活。只有当你打开箱子进行观测的那一瞬间， 叠加态才会瘫痪成确定的状态，猫才会变成死的或者活的。这听起来像疯话对不对？薛定鳌自己也这么觉得，他提出这个实验本来是想讽刺量子粒子学的哥本哈根权势，他想说，看看你们的理论多荒谬，一只猫怎么可能又死又活？爱因斯坦也站在薛定鳌这边，他说过一句著名的话， 当我们不观测月亮的时候，难道月亮就不存在了吗？但诡异的是，量子粒子的预言在微观世界里一次又一次被验证。电子确实可以同时穿过两条缝隙，光子确实可以同时走两条路。 叠加态不是幻觉，而是真实存在的。问题在于，微观世界的这种诡异性质能不能延伸到宏观世界。一只真正的猫能不能处于叠加态， 这个问题至今没有答案，但科学家们一直在尝试把猫做的越来越大。二零二四年，中国科学技术大学的团队创造了一个记录，他们用激光术捕获了大约一万个原子，让这些原子同时处于两种相反的量子态， 而且这种叠加状态持续了整整二十三分钟，以前的实验叠加肽最多只能维持几秒钟，这说明量子叠加肽可以存在的时间比我们想象的要长的多。二零二五年，奥地利和西班牙的科学家有发现，量子叠加肽的产生不一定需要把系统冷却到接近绝对零度， 在相对热的环境下也能观测到叠加肽。这意味着量子世界和我们熟悉的经典世界之间的边界，可能比我们以为的更加模糊。 ibm 的 研究人员甚至用一百二十个量子比特创造了一只最胖的薛定鳌猫，这只猫被用做量子计算机的性能机准。薛定鳌本来是用这只猫来嘲笑量子力学的，结果九十年后，这只猫反而成了量子计算的核心工具。 历史的讽刺莫过于此。第三只神兽，拉普拉斯兽。这只神兽是人类历史上最令人绝望的推理的化身。一八一四年，法国数学家拉普拉斯提出了一个想法， 如果宇宙中存在一个无所不知的智者，他掌握了宇宙中每一个粒子的位置和速度，那么只要把这些数据带入牛顿的运动方程，他就能计算出宇宙的过去和未来，每一个星球的轨迹， 每一个原子的运动，包括你今天吃什么饭，明天说什么话，什么时候出生，什么时候死亡，全都是一百三十八亿年前宇宙诞生那一刻就注定好的。这就是拉普拉斯兽。他不需要预知未来， 因为未来就是现在的必然结果。他不需要改变什么，因为一切都已经被写好了。你以为你有自由意志，你以为你能决定自己的命运？在拉普拉斯兽面前，这些都是幻觉。 你的每一个选择，每一个念头，都只是原子运动的必然结果。你不是在做选择，你只是在演一个早就写好的剧本。这个想法把当时的很多人逼到了崩溃的边缘。如果一切都是注定的，那人生还有什么意义？ 如果没有自由意志，那道德和责任又从何而来？拉普拉斯兽不是神兽，它是恶魔，但人类没有放弃。一九二六年，海森堡提出了不确定性原理，它证明你不可能同时精确测量一个粒子的位置和动量， 测量位置越准，动量就越模糊。测量动量越准，位置就越模糊。这不是仪器不够先进的问题，这是宇宙本身的规则。拉普拉斯兽想要同时知道每个粒子的位置和速度，对不起，物理定律不允许。随后，混沌理论又补了一刀， 即使你知道了出事条件，只要有极其微小的误差，最终的结果就会完全不同。蝴蝶效应就是最好的例子。一只蝴蝶扇动翅膀，可能引发地球另一端的一场风暴。而在量子层面，误差是不可避免的。 拉普拉斯寿死了，他只存活了大约一百年，是四大神兽中寿命最短的一只。但关于决定论和自由意志的争论至今没有停止。量子力学告诉我们，宇宙有随机性，但这种随机性是真正的随机，还是隐藏着我们不知道的规律，这个问题依然悬而未决。第四只神兽之诺的圭， 这是四只神兽中最古老的一只。诞生于两千五百年前的古希腊哲学家之诺提出了一个看起来像诡辩的问题，古希腊最快的勇士阿基里斯和一只乌龟赛跑。乌龟先爬一百米，阿基里斯再出发追赶。阿基里斯的速度是乌龟的十倍， 按常理，追上乌龟简直轻而易举，但芝诺说不，他永远追不上。为什么？当阿基里斯跑完一百米，到达乌龟的起点时，乌龟已经又往前爬了十米？当阿基里斯跑完这十米时，乌龟又往前爬了一米。当阿基里斯跑完这一米时，乌龟又往前爬了零点一米。 这个过程可以无限循环下去，乌龟总是能在阿基里斯和自己之间制造出一段新的距离，无论这段距离多么小，只要存在，阿基里斯就追不上。这听起来像是抬杠，但芝诺真正想问的是一个深刻的问题， 时间和空间能不能被无限分割？如果可以，那就会出现无穷多个时间片段，而无穷多个时间片段加起来应该是无穷大的时间。阿基里斯确实追不上乌龟，但现实中， 阿基里斯明明可以轻松超过乌龟，哪里出了问题？这个悖论困扰了人类两千多年，直到近代数学发展起来，人们才意识到，无穷多个正数加起来不一定等于无穷大，也可能是一个有限的值，这就是 无穷极数收敛的概念。从数学上，悖论被解开了，但物理学给出了一个更深刻的答案。量子力学告诉我们，时间有一个最小的单位叫普朗克，时间大约是十的 负四十三次方秒。空间也有一个最小的单位叫普朗克，长度大约是十的负三十五次毫米。比这更小的时间和空间没有物理意义。 换句话说，时间和空间不能被无限分割，乌龟不可能制造出无穷多个起点。当追逐过程进入普朗克尺度的时候，阿基里斯瞬间就超过了乌龟。芝诺的龟用一个看似无聊的诡辩逼迫人类思考时间和空间的本质。 两千五百年后，我们才勉强给出了一个答案。但这个答案又引出了新的问题，普朗克，时间和普朗克长度意味着什么？ 时空是连续的还是离散的？我们生活的宇宙是不是像电脑屏幕一样，由无数个像素点组成？四只神兽，四个问题。麦克斯韦要问，信息和能量是什么关系？确定饿的猫，问观测如何决定现实？ 拉普拉斯问，时间和空间的本质是什么？一百多年过去了， 拉普拉斯兽被量子力学杀死了，麦克斯韦要被信息论驯服了。芝诺的龟被普朗克尺度困住了，只有薛定厄的猫依然活蹦乱跳，又死又活，嘲笑着每一个试图理解它的人类。但这些神兽的意义从来不在于被杀死， 他们的意义在于，每一次试图驯服他们的尝试，都把人类的认知推向了新的边界。麦克斯韦要催生了信息热力学，薛定饿的猫推动了量子计算，拉普拉斯兽引发了混沌理论，芝诺的龟启发了时空量子化。

假如明天你一睁眼，发现爱因斯坦成了你亲兄弟，你兴奋的语无伦次，一把拽住他，问，宇宙的终极答案到底是什么？他沉默了三秒，说了一句让你后背发凉的话，别碰那四道题， 你问为什么？他缓缓撸起袖子，手臂上刻着四道算了一辈子的方程。他指着第三道说，这道是我的，从一九二五年开始研究统一场论，一直到一九五五年去世，三十年未能完成，你不信，说，我试试。 他一把攥住你的手，眼神从未有过的严肃，做过的人，没有一个全身而退。麦克斯维做了第一道，发现一只妖精能让凉水自己烧开，永动机的美梦，差点成真。 从一八六七年提出，到一八七九年病逝，麦克斯维至死也没有亲手关上这扇门。薛定讷做了第二道，造了一只同时活着又死了的猫。从一九三五年提出，到一九六一年病逝， 薛定鳌终其一生都没能解决这个问题。而第四道题最邪门，公元前五世纪，古希腊哲学家之诺提出，你永远追不上一只乌龟。这个悖论从古希腊一路争论到今天，至今没有被彻底解决。 爱因斯坦看着你，说，四只神兽，四道宇宙自身都无法修补的裂缝，你确定还要做？你点了点头，他叹了口气，那我们从第一只开始。 第一只神兽叫麦克斯维妖。一八六七年，麦克斯维提出了一个疯狂的设想，一个完全封闭的容器，中央竖着一道隔板， 隔板上有个针眼大的活门，门后藏着一个小妖精，他能一眼锁定每颗气体分子跑多快，然后精准放行，快的全轰到一侧，慢的通通挡在另一侧。速度快意味着烫，速度慢意味着冷。 这个小妖精全程零能耗，只靠开关一扇门，就把一滩死水硬生生撕成了一半沸腾，一半冻结。这等于把热力学第二定律狠狠打了一巴掌。 热量只能从热的地方流向冷的地方，绝不能反过来。可这只妖精不用任何能量就做到了。如果是真的，永动机美梦就不是白日梦，整套热力学体系会像多米诺骨牌一样连锁坍塌。 此后，一代又一代物理学家试图驳倒这只妖精。直到一九六一年，兰道尔撕开了口子。他每辨认一颗分子，就得写入数据内，存满了就得清空，而清空本身就会泄露热量。 妖精看似无本万利，其实一直在用信息偷偷买单。但这个解释真的彻底杀死妖精了吗？至今仍有争议。这只妖精没被完全驯服，但他留下一条线索，信息可能是宇宙的基本构成， 跟物质能量一样真实。记住，这条线索后面有用。第二只神兽。一九三五年，薛定鳄提出了一个物理学史上最疯狂的假想，找一只活猫塞进密封的钢箱，箱底放一粒随时可能衰变的放射性原子， 一旦衰变，一瓶剧毒气体被释放，猫就没了。没衰变，猫毫发无损。关键来了， 你还没掀开箱盖的那段时间里，这只猫处于什么状态？量子力学的答案让人头皮发麻。死亡和存活像两张底片叠印在同一帧画面上，同时成立。 薛定鳌本人压根不信这套，他造这只猫，就是为了把量子力学架在火上烤，此后数十年间，实验反复证实，量子叠加态在微观世界确实存在，可为什么日常生活中从没见过又死又活的猫？ 微观叠加态到底在哪个环节变成了宏观的确定？这就是量子测量问题。 哥本哈根权势多，世界权势退，相干理论没有任何一种被公认为最终答案。这只猫至今还困在箱子里，既活着又死着。 第三只神兽轮到爱因斯坦自己了，他用方程把引力描述成时空的弯曲。后来的物理学家用量子力学陆续攻克了电磁力强合力弱合力，建成了标准模型。 但引力和其他三种力用的是完全不同的，数学语言互不兼容。两张地图，一张画大陆，一张画海洋，都精确无比，就是拼不到一起。 爱因斯坦花了近三十年试图统一，一九五五年去世时，床头摊着的就是那份未完成的手稿。今天，物理学家仍在寻找万物理论，但没有任何假说得到实验验证，答案也许藏在下一代物理学家的脑子里。 最后一只，也是最古老的一只。公元前四百五十年左右，芝诺说，阿基里斯永远追不上乌龟， 乌龟先溜出去一百米，阿基里斯快他十倍冲到乌龟刚才的位置，可乌龟又蠕动了十米，再冲十米，乌龟又挤了一米。 每次到达乌龟的位置，他都又挪了一点，这个过程没有尽头。数学告诉我们，无穷个越来越小的数，加起来可以是有限值。 但芝诺真正的问题不是数学，是哲学。无穷多个步骤，怎么在有限时间内完成？时间和空间到底是连续的，还是有最小颗粒？今天前沿量子引力理论正在动摇一个信念， 空间可能不是无限光滑的幕布，而是由极其微小的时空像素拼成的。每粒像素的边长约为十的负三十五次分米，这个尺度叫普朗克，长度比这更小。 宇宙不提供这个精度。芝诺两千五百年前的直觉可能歪打正着触碰到了宇宙最底层的秘密。四场审判全部结束， 妖精留下判词信息可能跟物质一样沉甸甸的真实猫的卷宗至今没有合上。微观和宏观之间横着一条断层线。未完成的方程暗示宇宙两套法则背后还藏着一扇没人打开过的门。而那只乌龟逼所有人直视一个问题， 我们脚下的时空到底有没有底？他们不是宇宙的缺陷。恰恰相反，正是这些答不出的问题，驱动着我们去思考，去探索， 去突破认知的边界。也许宇宙最不可思议的事是，他居然可以被理解，而你我正走在理解他的路上，那你还敢不敢继续往前走？

这是物理学中被公认的四大神兽，他们有的上天入地，能跑赢世界上任何的东西，有的只想一切能够预测每个人的未来，有的超越生死游走在明河的边缘。今天这期节目就带大家来了解了解这四大神兽吧！ 突然发现这世界上有很多叫四大傻啥的，就是你看四大神兽，青龙、朱雀、白虎、玄武四大才子，唐伯虎、文征明、祝枝山、徐正清 四大美女，西施、貂蝉、王昭君、杨玉环四大名著，三国演义十五战、西游记、黄龙梦四大发明，指南针、火药、造纸术、活子印刷。四大天王，刘德华、张学友、郭富城、李敏啊， 东方吃过天王，南方增长天王，西方广目天王和北方冬泳天王。行可太多了。大家还知道有斯大什么的评论区或者弹幕走一波，看谁知道的斯大最多最离奇。这期节目我们来聊聊 四大神兽，只不过是物理学的四大神兽，各位可别听到物理这俩字就感觉很难懂，其实这四大神兽不仅不难懂，而且还非常有意思。 物理学四大神兽，第一个，织诺的乌龟，织诺是谁？答，活跃在公元前四百多年的古希腊哲学家， 真正的乌龟便是他提出的哲学悖论。那你说一个哲学家提出哲学悖论，怎么就成了物理学神兽了呢？哎，你先听我给你掰扯掰扯啊！ 这一天，有一只乌龟提出要和海神之子阿卡刘斯赛跑，敢不敢跟我比划比划？高傲的阿卡刘斯心想自己还能跑不过一只臭乌龟吗？于是便答应了。乌龟说，你得先让我跑一百米。阿卡刘斯说，行， 比赛开始。此时，假设阿卡刘斯的速度是乌龟的十倍，那么当阿卡刘斯跑到一百米的时候，乌龟已经向前爬了十米了。阿卡刘斯 继续追，追，让乌龟爬了十米时，乌龟此时又往前爬了一米了。阿克刘斯再往前追一米，此时乌龟又爬了十分之一米。以此类推，这只乌龟就永远可以和阿卡刘斯保持一个距离，无论这个距离有多小，只要乌龟一直往前爬，那么阿克刘斯就永远追不上乌龟。 尽管阿卡刘斯身为希腊第一勇士，半身之身在特鲁伊战争中无人能挡，但却败在了一只小小的乌龟之下。这便是知诺的乌龟，也叫知诺悖论。 庄子中有类似的说法，一尺之锤，日取其半，万事不解。一尺长的东西，今天取其一半，明天取剩下的那一半的一半，后天再取一半的一半的一半，总有一半剩下，所以永远也取不尽。 相同的说法。还有，比如我这里有张纸，我今天对这一次，我明天对这一次啊，只要我能力过人，我就一直可以把这张纸对 折下去。尽管到了四十天以后，这张纸的厚度已经超过了地球一样的距离，但我就是能一直折下去。相似的还有一个阿基米德与大米的故事，说的是古希腊时期，说一家阿基米德和国王下棋，裤衩给国王赢了，国王高兴啊，来人，重重有赏。 国王问阿基米德，你想要个啥东西啊？阿基米德想了想，说，我想要一些麦子，不过呢，得这样，在棋盘的第一格放一粒麦子，在第二格放两粒，第三格放四粒，第四格放八粒，总之后一格的麦子数是前一格的两倍，以此类推，放满整个棋盘六十四格就成。 国王一想也行，顶多就几百公斤小麦呗，赏你。然后小麦一粒粒的放到棋盘上，国王正在意识到，他娘的让这小子给算计了。其实我们简单一算就知道，这种指数增长到最后， 数字是非常大的，一共是一千八百四十四斤，六千七百四十四兆零七百三十七亿零九百五十万，一千六百一十五立小卖和十八一吨。这国王挺好，要是国王是个小心眼，你既然下棋赢了，我，来人，把这个信号给我砍了， 收回制动的乌龟，哦。说到底，制动的乌龟就是一个物质细分的极限或者空间细分极限的问题。协考的时候还问了问妈咪说 他跟我说的大致意思就是我们现在能知道的最小例子就是那些个还能不能再分下去，能，那就说明还有更微观的世界，不能，那就说明知诺悖论被推翻，物质世界最小的单位就是那些基本的例子。 好了，不管这个臭乌龟了，我们再说下一个神兽拉布拉斯的怪物，这个神兽特别神奇，能够小骨通经，包括源于未来。一八一四年，法国数学家皮尔西蒙拉 拉布拉斯踢出了这一假设，原本是这样的，如果有一个怪物，他能知道宇宙中的每个原子的位置和动量，那么他就可以利用牛顿定律来展现整个宇宙世界的全部过程，包括过去和未来。可能到这有人听的有些迷惑，其实很简单，你想， 如果说你有一天成神了，得到了一种能力，你能知道这宇宙中所有的原则，每个原则的位置，以及他们现在的状态是运动呀还是怎样，他们的速度方向又是如何？ 当你知道这些以后，通过这些原子的方向速度，就能计算出他们下一秒的位置在哪里，从而知道整个宇宙下一秒会变成什么样子，这就是拉布拉斯兽。 当然，宇宙中是否存在这样全职的东西我无法知晓，但拉布拉斯兽这玩意提出，就代表着对于未来的预测是可以实现的，只不过需要大量的数据以及无法预估的算理。 可能不久之后就会有一种计算机被发明出来，这个计算机能根据某个物体的所有原则、位置、动量，夸夸夸计算出这个物质下一秒会变成什么样，那这个计算机就是名副其实的预言家先知呀。 所以这样看来，我们所有看似主观控制的那些行为，其实早在宇宙大爆炸那一刻就已经定下来了。大爆炸刚开始，那些原子，那些物质飞出去的方向、速度，就已经能决定几亿年以后的状况。有部科幻短片就是以此为基调写的，叫镜子，推荐大家看一看。 说到这，有人就要问了，那物理学发展到现在，拉布拉斯是否被证实或证伪了吗？嗯，其实有意思的是，量子力学的出现，恰恰就说明了世界不是这样按部就班的，因为事物的发展并不是有因就有果的，还有跌加肽，这就得说说四大神兽的另一只学定了的猫了。这个神兽我们上期 视频有详细聊过，还给大家讲了量子世界的一些神奇超能力，在这里就给没看过的那些视频的朋友简单概括一下这个薛定俄的毛碗。一九三五年，奥地利物理学家艾文薛定俄提出了一个思维实验， 把一只猫关在一个封闭的容器里，容器不透明，从外面无法得知内部的状况。容器内装有少量的雷和氢化物，而由于雷是有机遇衰变的，一旦它发生衰变，就会触发机关，打破装有氢化物的瓶子，这只猫就会被毒死。 而由于雷的衰变具有随机性，所以外面的人并不知道猫死了没有，那么此时的猫就是处于生与死的叠加太重。 薛定的猫这一观点有着试金石的作用，他便引出了如今的热门学科量子力学，进而还有各种注入、量子纠缠、量子碎穿、量子通信、量子加密概念的出现。我仿佛在这里看到了未来文明的途径。好了，物理学四大神兽最后一个 麦克思维妖何为麦克思维妖呢？一八七一年，英国物理学家詹姆斯麦克思维假设了一种妖怪， 这个妖怪能探测并控制单个分子的运动，然后把它放在一个绝热的容器内，容器被分成了相等的两格，两格之间有一道小门，这个门便有麦克斯与幺把手。容器中的空气分子会做无规则的运动，此 此时麦克斯尾妖便可以选择性的将速度较快的分子放入一格，速度较慢的分子放入另一格，这样其中一格就会比另外一格的温度高，意思形成温度差，利用温差便能驱动热气，做工击败热力学第二定律，实现涌动。 热力学第二定律又叫伤增定律，他有很多表述，百科上的描述是不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或者可以说热量不能自发的从低温物体转移到高温物体。这就 挺明白，高中就学过的知识吗？那你说热不能自发从低温传到高温，那有啥办法能让他不自发呢？能啊，冰箱呀，但是冰箱得插电，就得消耗能量，这就是上面说的产生的其他影响。 所以现实规律上，温度就是永远会从高温的地方向低温的地方转移。温度的本质是分子无规律的运动， 运动的越距离，温度就越高。那么一旦有这样一只可以探测分子运动速度的妖怪存在，那么便可以使上面那个盒子一边的温度越来越高，另一边的温度越来越低，从而违反热力学的第二定律。 以上就是著名的物理学四大神兽了，这四大神兽分别对应着微积分、经典力学、量子力学、热力学第二定律。你看，曾经枯燥的物理学知识也能如此生动有趣的展现出来，不再是什么学物理，如物理物理，看，物理物理物理。当然 我自己也是个半吊子，有兴趣了解那些简单易懂且有趣的物理学知识，推荐可以看看我的好朋友妈咪说的视频。好了，这期节目就到这里了，二零二一年即将过去，在这里祝大家元旦快乐，二零二二年万事如意，拜拜，起飞！哎，起飞。

物理学四大神兽之麦克斯伟妖，这是一只被夹向出来的妖精，能探测并控制单个分子的运动，是一八七一年物理学家麦克斯伟为了说明违反热力学第二定律的可能性而提出的著名思想实验。假设现在有一个绝热容器，我们将它隔成相等的两半，中间有一个小门，由小妖控制。 空气中的空气分子在做无规则热运动时，会不断的撞击在门上，但这只小妖却能准确探测并控 是单个分子的运动方向，将移速较快的热分子放到一边，移速较慢的冷分子放到另一边，这样一来，原本温度平衡的绝热容器两边就会出现温差，一边热一边凉。也就是说，这只小妖精可以在不使用能量的情况下，让 空间自动从混乱变为有序。这明显是有备于热力学第二定律的。可这个设想的 bug 到底出在哪里呢？一九 二九年希拉德首次指出，如果麦克斯伟妖真的存在，那他观察分子速度及获取信息的过程，必然会产生额外的能量消耗，且这个过程的逻辑是不可逆的。后来香浓又提出了信息论，信息商的出现直接将这只妖精消灭，因为得到或者擦除信息时，都统 样需要消耗能量及小药，在处理分子信息时一定会产生伤增的情况。所以说，整个麦克思维要设想并不违反热力学第二定律。如今热力学定律依然是宇宙的铁律之一，他用几百年的时间告诉我们，伤增已 定是不可逆的，热量永远无法自发的从低温物体转移到高温物体，如果想让空间变得有序，就必须付出更多的能量。作为一个孤立的系统，整个宇宙中的伤也会随着时间的流逝而增加，慢慢由有序走向 续。当宇宙中的伤达到最大值时，有效能量已经全部转化为热能，所有物质温度也达到了热平衡，这种状态被科学家称为热剂基。宇宙的命运很可能是走向死亡，并最终变得顽 选黑暗。更多超好看的地球科普视频在新出的抖音精选 app 中都可以找到，不仅有三分钟以上的精选优质内容，而且还有合集广场，功能无限，连刷碎片化时间都能利用起来，赶紧下载一个看看吧！

我想跟你探讨个问题哈。嗯物理学的四大神兽都有什么。呃有拉普拉斯妖嗯麦克斯围妖嗯金色的乌龟嗯还有 最后一个薛定的猫啊那我们谈谈薛定的猫好不好。好哦但是怎么回事呢。薛定的猫啊就是一个盒子里啊 盒子里有一个真猫啊盒子里旁边还有盒子里还有一堆。放上去原子放上去原子旁边还有一个盖个揪去盖个揪去上按一锤子锤子下面放一毒气瓶。哈哈哈这么复杂然后呢 啊是这样的盖上盖子之后呢有两种可能嗯一种可能是原子衰变嗯盖个鸡去检测到原 原子衰变嗯放下锤子嗯毒气瓶破裂嗯猫嗝屁了啊第一种情况是嗯原子没有衰变盖个接触器没有检测到原子衰变嗯锤子没有落下嗯毒气瓶没有碎。嗯猫没死啊 那到底是哪一种情况呢。不知道啊所以现在猫就是一个既死又活的猫。既死又活的猫那怎么可能存在这种生物呢那世界上会有既死又活的猫哈哈。这就是量子必须里面的一个难题。是不是 只有打开箱子不按树摊缩你才能确定他是死是活。 什么是不函数呢不函数是量子力学里面的一个嗯函数啊 大萝卜哈哈哈哈。和确定和德不罗意是吧。确定和德不罗意用微积分弄出了波动力学啊而海参宝呢用新型代术弄出了巨战力学 他俩是专门对着干的啊。他俩的理论不一样是吧。嗯不是完全不一样啊是另一个是这么弄的。就是你能解释的我也能解释啊 你不能解释的我也能解释，哈哈哈。那海参宝宝生气了？海参宝一生气搞出来一个测不准原理啊。那么薛定鳄这个 死又活的猫到底存不存在呢？他有没有被干掉呢？他是四大神兽里唯一没有被干掉的啊。那就是他还不可能被干掉的不是。嗯， 有一种方法也许能干掉什么东西。就是去研究时间的相对性。时间的相对性？这个有点神秘了。以后有时间我们聊聊时间好不好？以后有时间我们聊聊时间，哈哈哈。

物理学四大神兽之麦克斯围腰，可以逆转时空的麦克斯围腰是由物理学家麦克思维针对伤增定律提出的假小腰。假设一个绝热的容器被分成两个相等的盒子，中间有一只小腰控制一扇小门， 当容器内的分子做无规则的热运动时，会撞击中间的小门，而这只小腰能准确的探测并控制单个分子运动，而把慢速运动的分子丢进左边，把快速运动的分子丢进右边，从而使原本温度平衡的绝热容器出现一个盒子的温度高于另一个盒子， 在小妖的控制下，对等的两个盒子左右部分就形成了温差，实现了自发性商检。而这种情况的出现与热力学第二定律商增定律相违背。根据商增定律解释，在没有外界的干预， 热量从高温流向低温是不可逆的。而上升到宇宙层面，由于能量不断减少，宇宙最终的结局就是走向虚无的黑暗，变得一片死寂。而如果麦克斯围腰被正式存在的话，就可以实现覆水可收，破镜重圆， 并且可以违背热力学第二定律，制作出第二类永动机，宇宙也就能够从商机走向重生。

嘿，大家好，欢迎回到艾克斯特麦克斯微幺物理学四大神兽当中最凶猛的一位，试图逆转时空，阻止宇宙灭亡， 在他折磨了科学家们一百一十五年之后，终于在一九八二年被驯服，如今怎么又卷土重来了呢？要认识迈克斯围腰，首先我们需要先简单了解一下宇宙最恐怖定律，热力学第二定律， 刚出锅的饭放在桌上会慢慢的凉下来，还有人不吃饭会挂掉，都是这个定律的典型表现。那这些第二定律通俗来说呢，就是如果没有外力的干预，事情总会变得越来越混乱。 稍微专业点的说法呢，就是孤立系统，自发的朝着商不断增大的方向发展，最终会导 达到最大伤的热平衡状态。什么是伤呢？简单说就是指一个系统的混乱程度比， 比如自律的人商值低，懒散的人商值高，整洁的房间商值低，混乱的房间商值高。所以热力学第二定律也叫做商增定律。 那为什么说他是宇宙最恐怖定律呢？因为宇宙本身如果看作一个孤立的系统，按照商增定律，宇宙中所有的能量最终都将转化为热能，所有的物质最终会达到热平衡的状态， 没有任何的运动存在，也就不会再有生命和星辰，宇宙将一片死寂，这就是宇宙的宿命之一，热寂。当然宇宙还有其他的死法呢，感兴趣可以回看我讲平行宇宙的那一期视频。同样，商增定律也是横耕在广 大永动机爱好者面前的一座高山，因为热力学第二定律的另外一种说法就是第二类永动机不可能实现，那既然第二类不行，是不是第一类就可以了呢？当然第一类永动机也不可能实现，那个是热力学第一定律说的 热理学一共有四条基本定律，最出名的反而是第二，这是不是挺有意思？话说科学定律的提出就是为了等待被推翻，于是麦克斯唯幺就出场了。一个觉热的盒子被分成两格， 中间的墙上有一个小门，可以允许一个分子通过。门打开的情况下，整个盒子里面的空气的温度是一样的，两边是处于热平衡的状态，也就是伤最大的状态。盒子本身是觉热的，也就意味着他和周围的环境是隔离的，不会有 热量的交换。要知道，温度是分子平均运动速度的度量，既然是平均速度，那么盒子里的空气分子必然就有的快有的慢。这个时候，假设有一只小妖骑在中间的墙上 控制着那扇小门，当他看到右边有高速运动的分子到门口的时候，就打开门让， 让这个分子跑到左边去。如果他看到左边有慢速的分子到门口的时候，就打开门让这个分子跑到右边去，那最终左边都是一些高速运动的分子，而右边都是一些低速运动的分子， 也就是左边温度高，右边温度低，这个盒子就从伤最大的热平衡状态变成了伤值更小的状态。所以你看一个跟外界隔离的盒子，没有跟外界进行能量交换， 但是他却向着商检的方向发展，于是热力学第二定律就被打破了。而盒子中左右两边的温度差 就可以来驱动热机来做工了，那这样永动机也就实现了。这就是比肩牛顿爱因斯坦的苏格兰物理学家麦克思维提出的思想实验。这只小妖就是著名的物理学四大神兽之一麦克斯威幺。那为什么说麦克斯威幺试图逆转时空呢？ 因为时间之所以永远前进而不能后退，是因为时间的方向就是商增的方向。英国天文学家爱丁顿曾经说过， 商是时间之师，详细的内容大家可以回看我以前讲天能的视频。这只小妖于一八六七年出现，为难了科学家们。一百一十五年，一九四八年，信息论的奠基人， 人数学家克劳德香农提出了信息商的概念。一九六一年，物理学家罗尔夫兰道尔表明，记忆中擦除信息也会导致伤增。一九八二年， 物理学家查尔斯贝内特终于把这个拼图的各个部分完整的拼在了一起。贝内特认为，麦克斯威幺需要判断空气分子的速度信息，从而决定什么时候开门，什么时候关门。同时他还需要擦除或者说遗忘掉过去的选择信息。 这些动作引起的伤的增加，足以补偿分子排序所带来的伤碱，因此麦克斯 v 幺不可能存在。就这样，麦克斯 v 幺被灭了。同时我们也了解到了，遗忘是需要消耗能量的， 但是这并没有阻止科学家们在真正的世界当中造出麦克斯威幺的热情。今年二月，麦克斯威幺重出江湖， 科学家们把麦克斯的腰变成了一个赌徒，他们设想了一个可以自行打开和关闭的门，由于空气分子一直在活动当中， 因此有时候会随机的把自己分成一边热一边冷的状态。而小妖呢，他只负责观察并且决定什么时候把这个系统给关闭掉。那这样呢，他就跟赌博一样， 他有可能锁定一个温度不平衡的状态。研究人员最终在纳米电子设备当中证明了这样的小腰是可行的，但是这个并不意味着我们的宇宙法则受到了挑战。商增是统计学的结果，个别的商检案例在短时间内出现并不矛盾， 因此呢，伤增定律依然是安全的，人不吃饭依然是会挂掉的，而宇宙的结局依然可能是不乐观的，大家就放心吧。

这个毫无技术难度的小馆子，存在至今无法解释的超物理现象。不用通电，无需福利昂，内部更无运动部件，只需侧面通入压缩，空气就会在喷嘴内不断膨胀加速，以音速沿切卸方向在内腔内形成高速旋转的蜗牛，并分离成两股气流， 内圈直接降温，外圈不断升温，最后冷热空气自动分离，敞口喷出热气，最高可达一百二十七度，短口则喷冷气，最低零下四十六度。明明热的传导过程不可逆，但物流广愣将冷热空气粗暴分离，若流体普朗特数小于零点五，内外圈甚至冷热倒转，匪夷所受，到疯狂抽现物理学的耳光。 五十多年来，无数物理大神仕途破解原理，唯有头秃而无一成功。甚至有传言称这瓦药里住了麦克斯围腰，那个违反热力学迪奥定语、与拉布拉斯魔齐名的神兽。事实上，为了广播卧室流体力学的开胃菜，毕竟 这个大坑里堆满了人类智商解决不了的难题。虽然只需弄动 ns 方程这个物理界最难的方程之一， 但没有二十年的衣食无忧，就不要喷川流和非线性强如海森堡被川流虐惨了，只好转战量子力学，含泪成宗师，更别提焚诺伊曼，除了流体不太行，其他领域遍地开花。