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(身上张了乳状小红点)世界七神兽?

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世界七神兽?

科学殿堂里有七只神兽,芝诺的乌龟、拉普拉斯的神兽、巴甫洛夫的狗、麦克斯韦的妖、莎士比亚的猴子、薛定谔的猫、洛伦兹的蝴蝶。分别对应微积分、经典力学、生物学、热力学第二定律、概率论、量子力学和混沌。

(身上张了乳状小红点)世界七神兽?

这七大猛兽各占一方,各擅胜势芝诺的乌龟能将地缩小为一寸,拉普拉斯的猛兽能看见道路并推演一切,巴甫洛夫的狗能瞬间反应并抗拒理性,麦克斯韦的恶魔能控制一切。颠倒阴阳,莎士比亚的猴子在时空光锥中创造无限可能,薛定谔的猫可以创造超越轮回的宇宙,洛伦兹的蝴蝶可以以四二之力搅乱宇宙。

这七大凶兽亦善亦恶,彼此之间也有恩怨。比如洛伦兹蝴蝶和拉普拉斯兽就是天然的对手。这些神兽时而给科学殿堂带来难以理解的困扰,时而为那些才华横溢的科学家指明方向和道路。

1号

芝诺的乌龟

出生日期公元前464年

主持人芝诺

流派圣人哲学

能力将地面缩小一寸

公元前464年,物理帝国世纪大赛开幕,芝诺的乌龟与海神之子阿喀琉斯赛跑。阿喀琉斯体格强健,肌肉发达,四肢有力。芝诺的乌龟短小精巧,豆眼如火把,龟甲坚固而沉重。芝诺的乌龟以体能劣势为由,申请提前跑100米。知道自己的速度是芝诺乌龟的十倍,阿喀琉斯毫不犹豫地应了。

比赛开始时,当阿基里斯追100米时,乌龟已经向前爬了10米;阿喀琉斯继续追,当他追着乌龟爬了10米时,乌龟已经向前爬了10米;阿喀琉斯只能向前追1米,而乌龟已经向前爬了1/10米;这样,芝诺的乌龟就可以始终与阿喀琉斯保持一定的距离,无论距离有多小,但只要乌龟不断奋力前进,阿喀琉斯就永远追不上乌龟!

阿喀琉斯虽然是全人类的顶级英雄,但最终还是败在了芝诺乌龟的四条短腿之下。从此,芝诺的乌龟名声大噪,无与伦比。不仅是在古希腊,在智者云集的东方文明中,也对这只乌龟无能为力。《庄子天下篇》中提到“一尺长的棍子,日取半分,则能长久”。事实上,就是这只乌龟。“魔法”演员阵容。

在现实世界中,芝诺的乌龟是不合理的,因为如果你随意拉一只乌龟,无论它跑多远,一个6岁的孩子都能追上并碾碎它。而且,可以随便建立一个简单的方程t=s/v1-v2来找出阿喀琉斯追上芝诺乌龟的时间。

但科学世界却不同。一切都需要严密的逻辑推理和数学证明来说服自己。因此,即使我们很容易就能查出阿喀琉斯追上乌龟所需的时间,甚至一怒之下将乌龟踩死,也仍然无法证明他为何能够追上乌龟。想要摧毁它,就必须解决极限题。但从毕达哥拉斯到欧拉,没有一个数学家能够破解数学的奥秘。这只不讲道理的芝诺乌龟以神兽的形式在物质帝国定居了两千多年。

两千多年后,数学家莱布尼茨和科学大师牛顿在空间中实践了“微积分”,并利用微积分中的“极限”方法打破了时间和空间的连续性。直到这时,大英雄阿喀琉斯才在物质帝国的竞技场上追上了芝诺的乌龟。然而,人类对这只千年老龟依然心存芥蒂,时常与它从哲学到尖端物理学发生争吵。

2号

拉普拉斯蒙

出生日期1814

主持人拉普拉斯

学校经典力学

能力推理能力强,无所不知

19世纪初,整个物理世界清晰明朗,牛顿给万物带来了光明。拜倒在老先生手下的拉普拉斯宣称,当前的客观世界是过去的结果,也是未来的原因。这个世界上有一种神兽,它神通广大,无所不知。只要它愿意动动手指和眼睛,记录下来,它就可以知道宇宙中每一个原子在某一时刻的准确位置和动量,它可以用牛顿的简单公式,瞬间计算出宇宙的过去和未来。这就是大名鼎鼎的听真神拉普拉斯,善于演绎,无所不知。

拉普拉斯的基本理论是知道了物质前一时刻的运动状态,就可以推导出下一时刻的运动状态,确定了整个宇宙中每个粒子的运动状态后,就可以推导出下一时刻的运动状态。可以推断出下一个时刻。

拉普拉斯是19世纪经典力学最有力的棋子。他吸收了毕达哥拉斯“一切皆数”的力量,结合天体力学和概率论的精髓,创造了宏观经典力学的守护神拉普拉斯。这头野兽,睡在威斯敏斯特教堂的族长牛顿高兴得合不拢嘴。因为,这说明我自己建立的经典物理帝国坚不可摧,无所不能。

但大多数人并不那么幸福。如果人类一切的命运都已经被拉普拉斯恶魔算计清楚了,那我们还活着为了什么?必须尽快将其杀死。一百年内,热力学、量子力学等新理论将向它,量子力学物理学家开尔文和海森堡将联手围剿它。这只无所不能的鸟拉普拉斯恶魔最终还是死了。与前面的千年老龟相比,它也算是夭折了。

19世纪,基于不可逆性的热力学盛行,严重损害了以可逆性为基石的拉普拉斯妖的生命力。20世纪,困扰人类一百年的双缝干涉实验成功证明了因果律在微观世界中完全失效,而海森堡的测不准原理也表明,无论野兽有多么强大,它都看不到整个面的缩影。

更可悲的是,即使拉普拉斯恶魔彻底死了,不仁慈的人类也不愿意把最后的尊严留给这只短命的野兽。因为,从宇宙的最大熵、光速以及通过一个普朗克长度传输信息所需的时间来计算,拉普拉斯妖的计算能力上限已被确认约为10120位,如此惊人计算能力也不可能存在于物理帝国中。

3号

巴甫洛夫的狗

出生日期1849

主持人巴甫洛夫

学校生物学

能力瞬间反应

170年前,巴甫洛夫用食物、蜂鸣器和几只狗进行了实验。正常情况下,狗一看到食物就会流口水,但对铃声没有反应。但根据巴甫洛夫的设计,每次喂食前蜂鸣器都会响起。随着时间的推移,这种声音变得有意义,这是食物来了的信号。此后,即使没有食物,美味的狗一听到铃声也会忍不住流口水。蜂鸣器的声音成了它快乐的源泉,就像我们听到“叮咚”的声音时,我们释放快乐的多巴胺。

实验证明原来不能引起某种本能反射的中性刺激,总是伴随着能引起某种本能反射的刺激。经过如此多次的重复,这种中性的刺激也能引起本能的反应。反射,称为经典条件反射。

事实证明,一个人的反应可以基于意识形态的先入之见和对逻辑推测的抵制,而不需要经过大脑的思考。虽然是一个生物学实验,但这为人类社会学开辟了一条通向认知科学的道路。

一个工程人从实验中得到启发,实现了史上最强的拾音方法。具体方法是每天给喜欢的女同学买早餐,坚持一两个月,保持沉默。当一个女孩习惯了你每天的早餐,突然不再送外卖的时候,她心里肯定会产生深深的怀疑,同时,她也会找你充满兴趣和疑的询,然后记下来一试。所以巴甫洛夫的狗也被称为“巴甫洛夫的单身狗”。

当然,这并不全是好事。二战期间,希特勒解读巴甫洛夫条件反射理论,通过教育、洗脑等手段控制人们的思想,给世界带来了深重灾难。

今天,我们已经完全被这种“条件反射”所操纵了。

当你听到新消息“叮咚”的声音时,你立即拿起手机。

当我看到微信界面上的红点提示时,我忍不住立即点击了它。

这不是巴甫洛夫驯养的、名扬天下的巴甫洛夫狗吗?

4号

麦克斯韦妖

出生日期1871

主持人麦克斯韦

艺术学院热力学

能力逆转时间和空间

早在公元1200年,成千上万的科学家就对永动机着迷。19世纪,热力学蓬勃发展,各种永动机被一一击落。

这时,深受爱因斯坦敬仰的电磁学大师麦克斯韦创造了物理学史上第三大猛兽————麦克斯韦妖。如果这种猛兽真的存在,或许制造永动机不再是梦想,走向熵寂的宇宙也可能起死回生。

麦克斯韦妖是麦克斯韦想象的一种妖,可以探测和控制单个分子的运动。麦克斯韦认识到自然界中存在一种与熵增相反的能量控制机制,但他无法清楚地解释这种机制。他只能戏谑地扮演“恶魔”。简单描述一下,一个绝热容器被分成两个相等的隔间,中间有一扇由“恶魔”控制的小“门”。麦克斯韦妖体形微型,没有特殊技能,但他眼力好,反应快,能够准确地探测和控制单个分子的运动,迅速将移动速度快的分子从左边的盒子扔到右边的盒子里,把缓慢移动的分子从右边的盒子进入左边的盒子。因此,这个小盒子不仅形成了左右部分的温差,而且还实现了熵的自发减少。

虽然人们希望带领宇宙违反热力学第二定律的麦格雷戈真实存在,但在纪律严明的物理帝国中,头脑简单的麦格雷戈也有不好的命运。它已经困扰科学家150多年,至今仍不得而知。死了还活着。20世纪50年代,信息熵的概念被提出。麦克斯韦妖要想实现热力学熵减,就必须获得分子运动的信息,而不消耗能量是不可能获得信息的。因此,麦克斯韦妖不可能存在于孤立的系统中。这个妖精可能只是人类想象中的救世主,而不是活着。

然而,信息论介入热力学之后,麦克斯韦妖的生存之战变得更加精。有人利用“信息擒纵阀”使系统逐渐远离平衡状态,并发现了人造麦克斯韦妖,但这一理论并未得到公众的认可。

被更多人认可的是薛定谔在科学经典《生命是什么》中提出的观点生命是一种熵减。也就是说,人是妖怪,妖怪也是人。

麦克斯韦妖才是科学家眼中真正的救世主。如果真的存在,老人就能把头发变成黑发,宇宙就能从熵变重生。

5号

莎士比亚的猴子

出生日期1909年

主持人EBorel

艺术学院概率

能力无限的可能性

16世纪文艺复兴时期,莎士比亚在《哈姆雷特》中喊出“人是万物之灵长类动物,是宇宙的本质”。贵皋。

但在科学的殿堂里,数学用精确的计算将这种骄傲击得粉碎。莎士比亚笔下的猴子就像是从岩石缝里跳出来的孙悟空,颠覆了人类的三观。

1909年,E.Borel在一本关于概率的书中提出了无限猴子定理。该定理认为,如果无限多只猴子在无限多台打字机上随机打字无限长的时间,那么在某一时刻,它们必然会打印出莎士比亚的全部作品。

数理逻辑的严格证明让这个事实看似确定,但现实中的人们却嘲笑它是天方夜谭。2003年,英国一家动物园的科学家“实验”了无限猴子定理。他们在灵长类动物公园里放了一台电脑和一个键盘。可惜猴子们没有打出十四行诗,只有5页,几乎全是S。

莎士比亚笔下的猴子像小丑一样被扔进地牢,但这只拥有“无限可能性”特技的野兽却无视愚蠢的人类。

100年后,在谷歌AI系统的机器学习代码中,莎士比亚的猴子展现了奇迹。尽管谷歌没有用猴子敲键盘来创造莎士比亚,但被称为“莎士比亚的猴子”的人工智能已经能够开始写诗。

这让骄傲的人类浑身颤抖,开始重新思考自己,重新审视这只能够创造无限可能的莎士比亚猴子。

拥有智慧和情感是人类的骄傲。在体内多巴胺的化学分泌下,华丽的诗篇跳跃在聪明的人物之上。我们一直相信,这是人类文明最美丽的结晶,但在概率论的逻辑中,这一切只是猴子们的随机行为。

6号

薛定谔的猫

出生日期1935年

大师薛定谔

学校量子力学

能力超越生死

20世纪,物理帝国充满了怪物。一只不致命但难以对付的野兽在量子力学的陪伴下空降到了这个世界。这种野兽诞生在史上最浪漫的物理学家薛定谔的手中,因此被命名为薛定谔的猫。

与那些神兽相比,薛定谔的猫的命运最为悲惨。它既不能享受金枪鱼口味的猫罐头,也没有猫奴来招待它。自始至终,它都生活在物质帝国的刑场里。徘徊于生与死之间。这个刑场是一个密室,刑具是铁锤和瓶。锤子由电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,释放出粒子,触动电子开关,猫肯定会死。然而,原子核的衰变是一个随机事件。人们虽然可以准确地知道原子核衰变那一刻的概率,但却无法判断它何时衰变。因此,人们无法知道它何时死亡。在打开密室之前,猫要么活着,要么死了。

但事情并不是这样的


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