薛定谔定律 物理哲学故事 | 人生的胡克定律&薛定谔的猫

2019-02-02 - 薛定谔

老话说:“学好数理化,走遍天下都不怕。”其实,在自然科学的浩瀚世界中,许多理工科原理、定律、公式中都蕴含着丰富的人生哲理。今天小编就和大家一起分享两则从物理定律和理论现象中蕴涵的人生哲理。

薛定谔定律

以理服人 人生的胡克定律

将一砝码悬挂于弹簧下端,弹簧向下拉长0.5公分,那么挂两个、三个、四个…砝码,弹簧分别下拉多长呢?为什么人们对事物的热情很难从一而终,新鲜感过了就会见异思迁,这里面有什么道理吗?人的坚持和弹簧一样有弹性,当然也有弹性疲乏。或许我们要经过一回又一回的尝试才能知道自己耐力限度何在吧!

薛定谔定律

弹性是固体的一种特性,当外力加诸于物体时,物体会变形,外力一撤销,物体又会恢复原状。物体被外力拉伸产生的尺度变化与加诸其上的力量成正比,公式是F=kx,其中F是加在物体上的外力、x是伸长的尺度、k是弹性系数(也就是比例常数),不同物质有不同系数,这就是著名的“胡克定律”,是英国物理学家胡克(Robert Hooke)发现的。

薛定谔定律

因此,上述弹簧伸长分别为1公分、1.5公分、2公分,因为拉力分别变为原来1倍、2倍、3倍、4倍。

但是弹性不会永无止境,终有所穷时——当物体受到的外力超过本身能承受的范围时,外力引起的形变就不会恢复。而让物体产生永久形变(不能恢复原形)的最短距离就是弹性限度,要在弹性限度内胡克定律才成立。

薛定谔定律

胡克聪明且勤奋过人,但其貌不扬[1]、一身疾病又家境贫寒,没钱上大学,平日在牛津大学打零工赚钱养活自己。某日正好帮“化学之父”波义耳(Robert Boyle)打扫实验室,两人相谈甚欢[2] 。

波义耳看胡克是可造之才,就邀请他加入自己的研究组,终于发现了弹性原理,这个伟大的发现让他发明了弹簧,而后又发明了发条手表。他把弹簧放在手表里,让齿轮保持转动平衡,手动发条的力量则储存在弹簧中供齿轮转动。弹簧这个对人类极为有用的机件,开创了精密机械的新纪元,而发条手表也让人类对时间的“感知” 由小时直接跨入到秒的量级!

事实上,胡克的发明远不止这些,他还发明了显微镜、引力定律、锚形擒纵机,甚至对古生物学、建筑学[3] 贡献极大。

人生的胡克定律是:崩溃与压力、放弃与困境…在人生中或许难以避免,甚至有的候生命的强度、韧性会因此被激发出来。例如,困境中奋斗让人生变得更加多姿多彩。在弹性范围内,压力会转变为动力、爆发力。破釜沉舟,百二秦关终归楚;卧薪尝胆,三千越甲可吞吴。何等霸气、豪迈!但压力超过承受范围,人就会被压垮,甚至觉得走到生命尽头。然而你是否知道自己承受压力的极限在哪里?

固体的弹性会随着时间、使用频次而变得越来越弱,即所谓的弹性疲乏。与此相反,生命的弹性与韧性,是岁月的产物。

年少时想不开、参不透,爱重怨深,情绪浓烈的让人疯狂,红烛昏罗帐,芙蓉帐暖度春宵,仿佛不这样就无法表现自己在爱恋中;做事情也是,“路见不平一声吼”, 仿佛不这样就无法体现其青春活力、做事决心。

然终有一天少年长成发现,要面对的可能不是长度问题,而是宽度问题;不是朝朝暮暮、如影随形就能维持感情不坠,不是三分钟热度就能办成大事。重要的是,心灵的容量是否能够负载生命的情节!

你是否记得自己出发的原动力?你是否清楚自己生命的意义是什么?这是每个人都必须面对、回答的问题,而这个问题的答案又是别人无法教给你的,只有自己去探索!所以只有走过弯路,才更确信当初最想要的是什么,才能明白真正重要的不是生活中的岁月,而是岁月中的生活。时间真的很奇妙,让深的东西越来越深,让浅的东西越来越浅。

爱情弹性也好、事业弹性也罢,背后的支撑力道其实都是生命弹性,唯有不忘“初心”,才能有豁达与宽容,能够放进去的的故事才会更多;拉长、拉远、拉深不止练体力。你的生命才不容易疲乏!

注:[1] 今天我们认为胡克其貌不扬的真正原因,在后续文章“行动的后果——牛顿三定律”中介绍。

[2] 胡克的才华、身世、经历像极了法拉第,但两人身前、身后遭受待遇却大相径庭,原因在后续文章“行动的后果——牛顿三定律”中剖析。

[3] 今天伦敦城的规划就是胡克做的。

以理服人 薛定谔的猫

在物理学上,有这么一只赫赫有名的猫,它是薛鄂定的猫,在实验中,如果不打开盒子,这只可怜的猫就处于生死叠加的状态。那么在现实中,团团觉得,面对充满不确定性的未来,只有大胆去尝试才能获得想要的结果吧。

热播剧《生活大爆炸》中谢耳朵曾经用这样一个量子力学理论——“薛定谔的猫”形容Leonard和Penny的恋情。

1 什么是薛定谔的猫?

一只猫被封在一个密室里,密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,则放出阿尔法粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,猫必死无疑。

同时还有50%的概率放射性物质不会衰变,而猫将活下来。根据经典物理学,在盒子里必将发生这两个结果之一,而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。如果不打开盒子,整个系统将处于一直不确定的波态,即猫将处于生和死的叠加态。

2 思想实验:

量子理论认为:如果没有揭开盖子,进行观察,我们永远也不知道猫是死是活,它将永远处于半死不活的叠加态,可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理,客观规律不以人的意志为转移,猫既活又死违背了逻辑思维。薛定谔的猫本身是一个假设的概念,随着技术的发展,人们在光子、原子、分子中实现了薛定谔猫态,甚至已经开始尝试用病毒来制备薛定谔猫态。

3 其中蕴含着那些道理?

王明阳在《传习录·下》中也说过一句有名的话:“你未看此花时,此花与汝同归于寂;你来看此花时,则此花颜色一时明白起来……”如果王阳明懂量子论,他多半会说:“你未观测此花时,此花并未实在地存在,按波函数而归于寂;你来观测此花时,则此花波函数发生坍缩,它的颜色一时变成明白的实在……”测量即是理,测量外无理。

不能不承认,这听起来很有强烈的主观唯心论的味道,薛定谔猫态存在一定的不合理性(近代多种实验已经证明此种假设的正确性),如果说世界的一切都是不确定,这样世界就会崩溃。猫是死是活,打开了才知道,事情的结果到底会怎么样,只有做了才知道。人的一生中会遇见各种各样的盒子,我们应该勇敢的去打开,在得到结果之前,保持信心、努力拼搏,争取为自己去的一个满意的结果。返回搜狐,查看更多

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薛定谔的猫是薛定谔设计的一个思想实验,目的是对人类意识具有特殊的独特地位说法进行的嘲讽。划重点,嘲讽,或者说反讽。它的意思是:如果哥本哈根派物理学家们认为人类意识具有特殊地位,那么按照薛定谔的实验操作,就会制造一只即死又活的猫,而即死又活的猫显然是荒谬的。从而,薛定谔暗示,人类意识决定波函数坍缩。

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这只叫薛定谔的猫并不是薛定谔先生养的猫,而是他假想的一只猫,对,你没听错,这只风靡全球的怪猫就就是薛定谔的一个设想。这个薛定谔同学你别看他姓薛,他是奥地利巨牛掰的一位物理学家,跟中国没有半毛钱的关系。薛定谔的猫之所以会让许多人产生困惑,是因为这只猫一方面跟高深莫测的量子力学关联在一起,另一方面又跟一个看似非常平常的日常生活的实验联系在一起。

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