物理学里有四大顶级的神兽,它们虽然不是真实的动物,却在数学、经典力学、热力学和量子力学这些领域里都有出现,科学家们为了解开它们的谜团花了很多时间。虽然我们熟知青龙、白虎、朱雀和玄武这些神兽,但在物理界,大家更常提起的是这四个:一只永远追不上的乌龟,一个什么都知道的预言家,一个能控制温度的小精灵,还有一只生死不明的猫。 希腊英雄阿喀琉斯试图追上芝诺的乌龟,阿喀琉斯先让乌龟跑了100米。等阿喀琉斯追上100米时,乌龟又往前爬了一小段;等他追到新位置,乌龟又挪动了一点。这个过程不断重复,距离变得越来越小,但乌龟始终领先。这个悖论困扰了人类很久,直到微积分和极限理论出现,我们才明白为什么追不上它。拉普拉斯妖是个全知全能的存在。如果有智慧生命能瞬间掌握所有粒子的位置和速度,并计算出物理规律就能看到宇宙的过去、现在和未来。麦克斯韦妖是个小妖精,它守护着一道门,只放行特定分子。它能把冷热分子分开,制造混乱变有序。薛定谔的猫是只半死不活的猫。它装在一个盒子里,里面有放射性原子和毒药装置。原子可能衰变也可能不衰变,猫也就处于既死又活的状态,只有打开盒子观察才能确定状态。 芝诺的乌龟给我们展现了无限分割时间就能永远领先的概念;拉普拉斯妖让我们看到决定论的威力;麦克斯韦妖向我们展示了操控冷热的可能;薛定谔的猫让我们明白量子世界中的叠加态概念。这四只神兽是物理学里最重要、最有趣也最令人头疼的存在之一。