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牛顿力学最大特点在于确定性。只要能精确地测量物体现在的状态,给出所需的数据,根据牛顿的公式就能够计算并做出预言。实际上,牛顿力学本身就含有不确定性。从一个例子说起。
男人与女人相聚10公里,两个人走路速度为5公里/小时。一条狗以10公里/小时的速度在男人与女人之间折返跑。遇到任何一个人,狗都会折回跑。当男人与女人相遇在中点,狗和人都停下。问:狗跑了多少公里?
这道题目有两种算法,一种是无穷级数。狗在两人之间来回跑,随着两个人距离越来越近,狗折返距离越来越短,折返时间越来越短。把狗折返的距离加在一起就是总距离。
另一种是寻找不变量,直接计算。男女在相碰时走了1小时,狗的速度为10公里/小时,因此狗跑了10公里。
男人与女人的速度都是5公里/小时,因此最后两人和狗都停在了中点,即中间位置。在第二种方法中,我没有考虑狗开始处于的位置。实际上狗在开始阶段可处于任何位置,不过最后的结果都是一样的。两个人和狗都停在中点。
在初始时刻,狗距离男士1公里,最后结果是:男人与女人相遇在中点,狗和人都停下。
在初始时刻,狗距离男士2公里,最后结果仍然是:男人与女人相遇在中点,狗和人都停下。
在初始时刻,狗距离男士3公里,最后结果仍然是:男人与女人相遇在中点,狗和人都停下。
因此如果整个过程倒过来,男人、女人从中间位置向两边运动,狗同样是在男人与女人之间跑动,等男人与女人相距10公里时,狗将出现哪个位置?狗可能距离男士1公里,也可能是2公里,也可能是3公里,甚至说狗可以处于男人与女人之间任何一个位置。
男人、女人从中间位置向两边运动,狗同样是在男人与女人之间跑动。虽然初始状态是确定的,但最后还是产生了概率结果。
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GMT+8, 2024-12-22 00:34
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