“这就是拉普拉斯假设的原文。”
“后人将这个不可思议的智者称呼为妖、兽、恶魔等,以体现它的神秘诡谲。”
“于是就变成了今天的拉普拉斯兽。”
哗!
众人恍然大悟!
在布鲁斯教授深入浅出的描述下,他们明白了拉普拉斯兽诞生的来龙去脉和背景。
所有的理论和假设都要结合时代背景来看。
众人虽然现在已经知道拉普拉斯兽是错误的想法。
但是放在当初那个牛顿力学镇压万古的时代,这个假设无疑充满了神圣的色彩。
牛顿力学定天下!
而且拉普拉斯兽所代表的宿命感,令人不寒而栗!
宇宙在诞生的那一刻,其未来百亿年直到死亡的命运就已经注定了!
宇宙中所发生的一切现象,都只不过是提前写好的剧本而已。
恒星从闪耀到熄火,光子从诞生到湮灭,都只不过是一场梦。
就连人类本身也是如此。
如果宇宙是高等文明创造的单机游戏,那么我们都只是游戏中的NPC。
每天固定着程序化的剧情。
这时,有人会反驳:下一刻我本来是想去喝水的,但我意识到宿命论后,我偏不去喝水,反而去运动。
那么,这算不算打破了宿命论呢?
可惜,在宿命论的理论中,连“你偏不去喝水”也是宿命的一部分。
是宿命提前安排好你产生“反抗”的念头,然后你以为自己是真的在反抗。
所以,你还是在宿命的框架之中。
不得不说,这种决定性的宇宙实在太压抑、太黑暗、太绝望了!
它让人类引以为豪的“自由意志”脆弱不堪。
你以为的自由意志,不过是更高规则下,数以亿计的原子相互作用的结果。
人世间的一切都失去了意义。
幸运的是,这种宿命决定论被证明是错误的!
李奇维继续解释道:
“拉普拉斯兽这个思想实验,其实包含了两个推论。”
“第一,从宇宙现在的状态出发,能不能【逆向反演】出宇宙过去任意时刻的状态。”
“第二,同样从宇宙现在的状态出发,能不能【正向推算】宇宙未来任意时刻的状态。”
“发演和推算的工具,就是牛顿力学。”
“可以说,这个假设的结果就是牛顿力学的最终极状态!”
“它甚至已经上升到思维范式的高度,是一种哲学观。”
“用现在的哲学观点来看,这种决定性的宇宙,就是机械唯物主义。”
“在这种思想下成长起来的物理学家,他们就是我说过的经典物理学家。”
“现在,在座的你们都应该知道,拉普拉斯兽是错误的。”
“因为量子力学的不确定性原理,让我们无法准确同时得知粒子的位置和动量。”
“所以,自然也就不可能靠牛顿力学,计算出未来的状态。”
“但是,这只否定了拉普拉斯兽的第二个推论。”
“过去的状态已经是确定的了,所以粒子没有不确定性。”
“那么第一个推论是如何被否定的呢?”
“这里,我们就要用到热力学的知识了。”
“热力学第二定律也叫熵增定律。”
“即在一个孤立的热力学系统中,熵不减少,总是不变或者增大。”
“这是系统的必然演化方向。”
“如果把宇宙看成一个孤立系统,它的熵同样在一直变大。”
“从极度有序的宇宙大爆炸奇点,不断变成现在极度混乱的时空。”
“所以,牛顿力学在反演的过程中,无法解释熵的问题。”
“牛顿力学虽然是可逆的,但是热力学不可逆,如果非要逆,熵就会增加。”
“因此,不可能通过现在反演过去,这违背了熵增定律。”
“举个形象的例子。”
“假设现在有两杯一模一样的清水。”
“然后分别向其中加入同样数量的墨水。”
“一段时间后,两杯清水会变成一模一样的稀释墨水。”
“此刻这两杯稀释墨水的状态是一样!”
“但是,它们的混合过程肯定是不一样的。”
“也就是说,两种完全不同的过程,却导致同样的结果。”
“那么利用牛顿力学从稀释墨水反演到清水的逆向过程,就无法判断到底是哪一个过程。”
哗!
众学生皆是震撼不已。
大名鼎鼎的拉普拉斯兽果然非同凡响!
怪不得能一直支配物理学百年,压的当时众多大佬喘不过气来。
它想凭借牛顿力学贯穿时间长河!掌握万世轮回!编织所有人的命运!
结果却被后来的热力学和量子力学斩于马下!
一时间,大家脑海里风起云涌。
仿佛这一切都有着自身的参与,可歌可泣!
然而,就在众人沉浸在对拉普拉斯兽的想象中时。
李奇维忽然提了一个让所有人震撼不已的问题。
“可是,热力学第二定律一定是正确的吗?”
轰!
全场骇然!
第570章 热力学四大定律!永动机真的存在吗?熵增定律!热寂宇宙!
热力学一共有四大定律。
这四大定律是整个热力学的核心和基础。
世间的一切热现象都可以用它们解释。
第零定律由卢瑟福的女婿福勒提出。
“如果两个热力学系统均与第三个系统处于热平衡状态,则此两个系统也必将互相处于热平衡。”
第零定律很符合人类的直觉,类似于数学上的x=z,y=z,则x=y。
没什么好说的。
第一定律经过了焦耳、卡诺等数位物理大佬才最终被完善。
“物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所做的功的总和。”
不过它还有一个更经典的表述方式:
“热量可以从一个物体转移到另一个物体,并可以与机械能等其它形式的能量相互转换。”
“但在转换的过程中,能量的总值保持不变。”
将热力学第一定律推广到所有能量后,就形成了大名鼎鼎的“能量守恒定律”。
能量守恒定律是经过了长期的生产实践和大量的科学实验,最终才得以确立。
它是一条公理性质的定理,而且也非常符合人类的直觉。
能量守恒定律自从提出之后,经受了无数的挑战,最终屹立不倒。
哪怕是相对论和量子力学也颠覆不了这个定律。
热力学第三定律是由能斯特单人提出。
“不可能通过有限的步骤,使得物体的温度达到绝对零度。”
该定律的一个推论是,在绝对零度下,任何物体的熵变化等于零。
因为此刻组成物体的所有原子已经停止振动了。
注意,这里不要把零点能代入进来。
按理来说,哪怕在绝对零度下,粒子依然有微小的振动,具有的能量就是零点能。
但是它不被考虑在传统的温度定义当中。
后世很多人会纳闷,宇宙中既然有绝对零度-273.15℃这样的最低温度,那有没有最高温度呢?
嘿,还真有!
那就是普朗克温度,大约是1.4×10K。
它是宇宙大爆炸的瞬间,所有物质和能量集中在一个点内所形成的温度。
这是一个无法想象的高温。
要知道,太阳的核心温度也才1500万K。
而人类目前能制造的最高温度是约5万亿K,离普朗克温度差的太远。
第零、第一、第三定律,从诞生之日起,都没经历过什么波澜。
因为这三大定律都非常符合人们的朴素感受。
只不过物理学家们用物理学的语言把它们以定律的方式表述出来,形成严密的逻辑。