物理學中有哪些有趣的佯謬?
物理學發展至今經歷了很多次變革,在物理學發展史上,有眾多著名物理學家提出很多有趣的佯謬。很多的佯謬又進一步促進科學和哲學的發展。
物理學中有趣的熟悉點的佯謬比如雙生子佯謬、麥克斯韋妖等等。
下面我舉一個栗子
達朗伯佯謬
又稱達朗伯疑難。法國科學家 J.le R.達朗伯提出的一個流體力學中的問題。他從1744年起開始採用分析方法求物體在流體中的運動阻力,1752年他指出,物體在無界不可壓縮無粘性流體中作勻速直線運動時,所受到的合力等於零。
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雙生子詳謬大家已經很熟悉了。狹義相對論中還有一個有意思的詳謬。
叫做車庫詳謬。
設汽車和車庫靜長相等,汽車勻速進庫時,司機在想:「動庫變短,車放不下。」司庫會想:「動車收縮,放下有餘。」誰對誰錯?
參考《微分幾何入門與廣義相對論》
底下這個佯謬不是思想實驗,不需要背景知識,所以特別有趣。
Olbers paradox 1826年,德國天文學家H.W.M.奧伯斯指出,一個靜止、均勻、無限的宇宙模型會導致如下結論:黑夜與白天一樣亮。- Bell#x27;s spaceship paradox: concerning relativity.
- Black hole information paradox: Black holes violate a commonly assumed tenet of science - that information cannot be destroyed.
- Braess#x27; paradox: Sometimes adding extra capacity to a network can reduce overall performance.
- Carroll#x27;s paradox: The angular momentum of a stick should be zero, but is not.
- D#x27;Alembert#x27;s paradox: An inviscid liquid produces no drag.
- Denny#x27;s paradox: Surface-dwelling arthropods (such as the water strider) should not be able to propel themselves horizontally.
- Ehrenfest paradox: On the kinematics of a rigid, rotating disk.
- Einstein-Podolsky-Rosen paradox: Can far away events influence each other in quantum mechanics?
- Fermi paradox: If there are many other sentient species in the Universe, then where are they? Shouldn"t their presence be obvious?
- Gibbs paradox: In an ideal gas, is entropy an extensive variable?
- The GZK paradox: High-energy cosmic rays have been observed which seem to violate the Greisen-Zatsepin-Kuzmin limit which is a consequence of special relativity.
- Ladder paradox: A classic relativity problem.
- Loschmidt#x27;s paradox: Why is there an inevitable increase in entropy when the laws of physics are invariant under time reversal? The time reversal symmetry of physical laws appears to allow the second law of thermodynamics to be broken.
- Mixing paradox: On the change of entropy of a system before and after mixing.
- Mpemba paradox: Hot water can under certain conditions freeze faster than cold water, even though it must pass the lower temperature on the way to freezing.
- Olbers#x27; paradox Why is the night sky black if there is an infinity of stars?
- Ontological paradox
- Schr?dinger#x27;s cat paradox A quantum paradox: Is the cat alive or dead before we look?
- Supplee#x27;s paradox: the buoyancy of a relativistic object (such as a bullet) appears to change when the reference frame is changed from one in which the bullet is at rest to one in which the fluid is at rest.
- Twin paradox: When the traveling twin returns, he is younger and older than his brother who stayed put.
ReferencesEdit
- Bondi, Hermann (1980). Relativity and Common Sense, 177, Dover Publications. ISBN 0-486-24021-5.
- Geroch, Robert (1981). General Relativity from A to B, 233, University Of Chicago Press. ISBN 0-226-28864-1.
- Gott, J. Richard (2002). Time Travel in Einstein"s Universe, 291, Mariner Books. ISBN 0-395-95563-7.
- Gamow, George (1993 (reissue edition)). Mr Tompkins in Paperback, 202, Cambridge University Press.ISBN 0-521-44771-2.
- Feynman, Richard P. (1988). QED: The Strange Theory of Light and Matter, 176, Princeton University Press. ISBN 0-691-02417-0.
- Ford, Kenneth W. and Paul Hewitt (2004). The Quantum World : Quantum Physics for Everyone, 288, Harvard University Press. ISBN 0-674-01342-5.
近幾年比較火的:
Firewall paradox
wiki: Firewall (physics)
原始文章:https://arxiv.org/abs/1207.3123
2012年由Almheiri, Marolf, Polchinski, Sully 提出,簡單來說,一對相互有量子糾纏的粒子對中其中一個落入黑洞視界,根據愛因斯坦的等效原理,這個粒子不該感受到自己局域所處的時空有任何變化,即黑洞視界的光滑性,所以這兩個粒子會繼續保持糾纏。而黑洞會發出霍金輻射,在視界面積縮減至原面積的一半以後,輻射出的粒子之間會有量子糾纏,而原來掉進黑洞的那個粒子被輻射出以後,不僅與最開始與其糾纏的粒子保持糾纏,而且會與其他霍金輻射出的粒子進行糾纏,這就違反了量子糾纏的"monogamy"的性質,其實也就是違背了量子力學的幺正性。
幾種解決方法:黑洞內有火牆,粒子掉入黑洞後量子糾纏即被破壞
ER=EPR
fuzzball等等。。
與熱力學第二定律直接衝突的龐加萊復現佯謬……
H-theorem - Wikipedia
始作俑者是ZFC公理化集合論的建立者之一Ernst Zermelo - Wikipedia。由龐加萊復現定理,體系的低熵態一旦出現過,總是會復現無限多次。通俗來講,每個活過的人死後總是會再活無限多次量子力學中的EPR佯謬EPR是人名首字母縮寫。我們知道,兩個相互糾纏的粒子,即便相隔很遠,我們測定其中一個粒子的某個物理量的時候,某另一個粒子對應的物理量也瞬間確定,量子力學上叫塌縮。愛因斯坦覺得這事不靠譜,兩個沒有相互作用的系統,怎麼會有這種情況呢,自然界也是不允許超距作用的,愛氏的這種觀點叫定域實在論,在此前提下認為量子力學是不完備的,存在某些尚未發現的隱變數,並引出所謂EPR佯謬。哥本哈根學派不認同定域實在論,說量子力學是非定域的,運算元不對易的物理量不能同時確定,這個有了衝突。後續出現了各種方式來驗證這個佯謬,最著名的就是貝爾不等式驗證是否存在隱變數,後續的實驗結果支持量子力學的非定域性。
最經典的…EPR佯謬吧
- -不知道是不是佯謬:
曾經想過有一束光,你用兩面鏡子將那束光保存在兩面鏡子中間,則光存在很長一段時間。
(我這樣反駁自己:第一沒有這樣不損耗的鏡子,第二,你能看到光就證明光發散了,你看不到光就沒法證明光被存下來了(當然或者用儀器可以測出來?))
海面上高速行駛的船。以船為參照系,則海水密度變大,船漂浮;以海水為參照系,則船密度變大,船下沉。但是船漂浮還是下沉的結果不因參照系而改變,那麼船到底下沉還是漂浮呢?
這是狹義相對論的一個有趣的佯謬。麥克斯韋妖,違背熱力學第二定律,已解決。
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