1、物理学中十大著名思想实验
十大思想实验
思想实验是一种精神上的观念或假想，通常和谜语相似，是哲学家和科学家用以了解什么是大众思想的一种简单方法。
他们的运用在如哲学和理论物理（理论物理无需做实验）等抽象领域是最为广泛的。
他们像是为思想准备的一份大餐，最终给出复杂的答案。
即使思想实验本身也会有无法理解的时候，这并不奇怪。
下面是10个著名的思想实验，还有他们所要表达的哲学、科学和伦理意义。
1.缸中的大脑没有比所谓“缸中的大脑”更有影响力的思想实验了，这个思想实验涵盖了从认知学到哲学到流行文化等各个领域。
这个实验要求你想象有一个疯狂科学家把你的大脑从你体内取出，放在一个装有维持生命液体的缸中。
大脑是连着电极，电极还连到一台能产生图像和感官信号的电脑上。
因为你获取的所有关于世界的信息都是经由大脑过滤，这台电脑就有能力模拟你日常的体验。
如果这确实可能的话，你要如何来证明你周围的世界是真实的，而不是由一台电脑所产生的模拟环境？2.薛定谔的猫薛定锷的猫最早由物理学家薛定锷提出，是量子力学领域中的一个悖论。
内容是：一只猫被封闭在一个盒子里一个小时，和它一起的还有一些放射性元素和一瓶毒气。
在一小时内，放射性元素的衰变几率为50%。
如果发生了衰变，那么会触发一个连接在盖革计数器上的锤子，打碎瓶子，释放毒气，杀死猫。
因为这件事是否发生的概率相等，薛定锷认为在盒子被打开前，盒子中的猫可以同时被认为是既死又活的。
意义:简而言之，这个实验的核心思想是因为事件发生时不存在观察者，盒子里的猫可能同时存在所有的状态（实验中既死又活）。
这个观念同一个古老的谜题相似，谜题内容为，如果一棵树倒在了树木中，且没有人听到声音，那么它有没有发出声响？薛定锷最早是在回复一篇讨论量子态叠加本质的文章时提出这个实验的。
薛定锷的猫同时也说明了量子力学的理论是多么奇怪。
这个思想实验因其复杂性而臭名昭著，同时也产生了各种各样的解释。
其中最古怪的是“多重世界”假说，这个假说表示有一只既死又活的猫，那么两只猫是存在于不同的宇宙间，且永远不会有交集。
史上最著名的10个思想实验(完善版)
• 10. 电车难题 • 它是伦理学领域最为知名的思想实验之一， 内容大致是：一个疯子把五个无辜的人绑 在电车轨道上，一辆失控的电车朝他们驶 来，且马上就要辗过他们。幸运的是，你 可以拉一个拉杆，让电车开到另一条轨道 上。但是还有一个问题，那个疯子在那另 一条轨道上也绑了一个人。想想这个情况， 你应该拉拉杆吗？
• 6. 忒修斯之船 • 史上最为古老的思想实验之一便是被称为忒修斯 之船的悖论。这个实验最早出自普鲁塔克的记载。 它描述了一艘可以在海上航行几百年的船，这归 功于不断的维修和部件的替换。只要一块木板腐 烂了，它就会被替换掉，以此类推，直到所有的 部件都不再是最初的那些。问题是，最终产生的 这艘船还是原来的忒修斯之船，还是一艘完全不 同的新船？如果不是原来的船了，那么从什么时 候开始它不再是原来的船了？哲学家Thomas Hobbes后来对此进行了更深刻的探讨：如果有人 用忒修斯之船上取下来的老部件来重新建造一艘 新的船，那么两艘船中哪艘才是真正的忒修斯之 船？
• 解读：关于伽利略有一个著名的故事：有 一次他从比萨斜塔扔下两个铁球，想要证 明较重的物体并不较轻的物体下落速度快。 现实中这个故事可能只是作为一种传奇， 但这个思想实验证明了一个关于重力很重 要的理论：无论物体的质量，所有物体自 由落体的速率都是一样的。
• 4. 猴子和打字机 • 另一个在流行文化中获得广泛关注的思想 实验是“无限猴子定理”，也叫做“猴子 和打字机”实验。该定理认为，如果有无 数多的猴子在无限久的时间里，在无数多 的打字机上随机打字，那么在某个时间点， 它们“几乎必然”会打出莎士比亚的全部 著作。猴子和打字机的设想在20世纪早期 由法国数学家Emile Borel推广，但其基本 思想，即无数多的人员和无数多的时间能 产生任何/所有东西的理论，可以追溯至亚 里士多德。
十大经典物理实验
十大经典物理实验1、电灯泡实验：首先将电池与电灯泡连接，然后将接线盒的线端插入电池，然后将另外一只线缆插入电灯泡的端口，最后按下开关，电灯泡就会闪亮，并发出光和热。
通过这个过程，学生们可以了解到当涉及具有传导能力的导体时，电流会在其中流动，给电灯泡提供光和热。
2、神奇膜实验：首先将神奇膜放在容器底部，然后将容器密封，倒入足够的滴定液，使神奇膜完全没入液体中，观察神奇膜的表面，可以发现它在微弱光源的附近发出一种不规则的荧光。
实验结果表明，神奇膜具有折射光的特性，从而把太阳的能量折射到特定的方向。
3、测磁实验：首先准备一个磁铁，然后用线圈绕住磁铁，使其形成一个磁力场，最后将电表接入，可以观察到电表指针随着磁铁中磁力场的变化而变化。
通过这个实验，学生们可以更好地理解在磁力场中磁通率的变化原理。
4、光粒子操控实验：准备一块柔软的光粒子控制板，然后用手机设置控制信号，最后将其传输到光粒子控制板上，可以控制硅片上的灯光变换，并可以选择可视化效果，学生可以通过这个实验了解到如何使用光粒子进行控制操作。
5、电吸附实验：准备一束电线，然后将铜线端接入接线头，然后将另一束电线接到另一个接线头，将铜线放置在金属物体上，观察到铜线会吸引金属，这就是电吸附效应。
由此可以看出，在有充足电子的导体上表面会形成受电势能影响的电离层，使金属表面拥有电的吸力。
6、自由落体实验：准备一枚不同重量的物体，将其放入容器中，观察物体在容器中的落体运动。
由实验结果可以看出，不同重量物体在重力作用下，其自由落体时间也不相同，这对探究重力自由落体运动有很大的帮助。
7、电磁感应实验：先准备一磁铁，然后把铜线包裹在磁铁上，让其形成一定形状，利用强大的磁力带动铜线做出振荡动作，形成电流。
实验表明，当磁力场与铜线横向经过时，铜线上的电子就会沿着绕线的方向产生振荡运动，形成电流。
8、电离容实验：首先将电离容和电源连接起来，然后从它的外部装载适量的电场，电离容内的电反作用就会保持电容电压不变。
10个著名的思想实验，看完你会怀疑人生！
10个著名的思想实验，看完你会怀疑人生！1、“电车难题(Trolley Problem)”是伦理学领域最为知名的思想实验之一，其内容大致是：一个疯子把五个无辜的人绑在电车轨道上。
一辆失控的电车朝他们驶来，并且片刻后就要碾压到他们。
幸运的是，你可以拉一个拉杆，让电车开到另一条轨道上。
然而问题在于，那个疯子在另一个电车轨道上也绑了一个人。
考虑以上状况，你是否应拉拉杆？2、空地上的奶牛：一个农民担心自己的获奖的奶牛走丢了。
这时送奶工到了农场，他告诉农民不要担心，因为他看到那头奶牛在附近的一块空地上。
虽然农民很相信送奶工，但他还是亲自看了看，他看到了熟悉的黑白相间的形状并感到很满意。
过了一会，送奶工到那块空地上再次确认。
那头奶牛确实在那，但它躲在树林里，而且空地上还有一大张黑白相间的纸缠在树上，很明显，农民把这张纸错当成自己的奶牛了。
于是问题出现了，虽然奶牛一直都在空地上，但农民说自己知道奶牛在空地上时是否正确？3、定时炸弹：一枚大规模杀伤性的定时炸弹隐藏在你的居住地并即将爆炸，并导致半个城市的人伤亡，知情者已被你羁押，你是否应该使用酷刑来审讯。
4、爱因斯坦的光线：如果他能够以光速在光线旁边运动，那么他应该能够看到光线成为“在空间上不断振荡但停滞不前的电磁场”。
5、忒修斯之船：如果忒修斯的船上的木头被逐渐替换，直到所有的木头都不是原来的木头，那这艘船还是原来的那艘船吗？6、薛定谔的猫：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。
镭的衰变存在几率，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。
根据量子力学理论，由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。
这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。
7、伽利略落体实验：1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验，得出了重量不同的两个铁球同时下落的结论，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900多年之久的错误结论。
物理学中十个著名的思想实验
物理学中十个著名的思想实验
物理学是研究世界自然现象的重要学科，探究它的重要组成部分有很多名实验，下面就是其中的十个著名的实验。
首先是伏特加实验，它是发现电流在磁场中ど引起了电人的基础性理论实验，
由伏特加发现的实验，被认做一个重要的物理原理。
其次是相对论实验，它是爱
因斯坦以电磁能量的方式提出来的，从实验上证明了速度和空间时间是具有相互关联性的，常被认为是20世纪最伟大的发明。
第三是博弈论理论实验，这是美国经
济学家和智能系统设计师罗马•贝尔沃斯提出来的实验，它认为两个面对对手的角
色应该选择同一策略，在现实生活中发挥了重要作用。
接下来是波动理论实验，它是天文学家声纳的基础实验，他发现声音和光波共
用同样的基本机理，把他称之为波动理论，它已经成为物理学的重要工具。
第五是爱因斯坦普朗克实验，它是实验证明光是一种不同波段的电磁波，这个证明使爱因斯坦普朗克知识统一了物理和电磁学，并且成为重要的发明。
再的是海森堡实验，它首先证明原子的存在，并且把它们划分成不同的相应体系，它为现代分子物理学的发展提供了基础性的基础。
此外，还有地球的拉普拉斯实验，它证明了地球的运行是有节律的，它被改变
为一个以太模式，它又比原先的太阳系模式更加完美。
第九是普朗克·贝尔斯实验，它证明了电磁波在任何情况下都是不变的，打破了它们只在垂直情况下传播的说法，它为电磁波理论的建立奠定了重要的基础。
最后是量子理论实验，它是最重要的物理学理论，由爱因斯坦普朗克提出，测量物质特性之间有量子关系，说明它们介于粒子性质和波性质之间，开拓了物质性质的领域。
十大思考实验
十个著名的思想实验，没事就进来看看吧！1，电车难题假设原型“电车难题”是伦理学领域最为知名的思想实验之一，其内容大致是：一个疯子把五个无辜的人绑在电车轨道上。
一辆失控的电车朝他们驶来，并且片刻后就要碾压到他们。
幸运的是，你可以拉一个拉杆，让电车开到另一条轨道上。
但是还有一个问题，那个疯子在那另一条轨道上也绑了一个人。
考虑以上状况，你应该拉拉杆吗？解读电车难题最早是由哲学家菲利帕.福特（Philippa Foot）于1967年发表的《堕胎问题和教条双重影响》论文中提出来的，用来批判伦理哲学中的主要理论，特别是功利主义。
功利主义提出的观点是，大部分道德决策都是根据“为最多的人提供最大的利益”的原则做出的。
从一个功利主义者的观点来看，明显的选择应该是拉拉杆，拯救五个人只杀死一个人。
但是功利主义的批判者认为，一旦拉了拉杆，你就成为一个不道德行为的同谋——你要为另一条轨道上单独的一个人的死负部分责任。
然而，其他人认为，你身处这种状况下就要求你要有所作为，你的不作为将会是同等的不道德。
总之，不存在完全的道德行为，这就是重点所在。
许多哲学家都用电车难题作为例子来表示现实生活中的状况经常强迫一个人违背他自己的道德准则，并且还存在着没有完全道德做法的情况。
2，空地上的牛奶它描述的是，一个农民担心自己的获奖的奶牛走丢了。
这时送奶工到了农场，他告诉农民不要担心，因为他看到那头奶牛在附近的一块空地上。
虽然农民很相信送奶工，但他还是亲自看了看，他看到了熟悉的黑白相间的形状并感到很满意。
过了一会，送奶工到那块空地上再次确认。
那头奶牛确实在那，但它躲在树林里，而且空地上还有一大张黑白相间的纸缠在树上，很明显，农民把这张纸错当成自己的奶牛了。
问题是出现了，虽然奶牛一直都在空地上，但农民说自己知道奶牛在空地上时是否正确？解读空地上的奶牛（The Cow in the field）最初是被Edmund Gettier用来批判主流上作为知识的定义的JTB（justified true belief）理论，即当人们相信一件事时，它就成为了知识；这件事在事实上是真的，并且人们有可以验证的理由相信它。
史上最著名十大思想实验
史上最著名的10个思想实验∙23257阅读∙71赞∙31评论打开文章名片译者：bio1091原文作者：Evan Andrews发布：2010-07-29 22:29:28挑错| 查看译者版本| 收藏本文思想实验是一种精神上的观念或假想，通常和谜语相似，是哲学家和科学家用以了解什么是大众思想的一种简单方法。
他们的运用在如哲学和理论物理（理论物理无需做实验）等抽象领域是最为广泛的。
他们像是为思想准备的一份大餐，最终给出复杂的答案。
即使思想实验本身也会有无法理解的时候，这并不奇怪。
下面是10个著名的思想实验，还有他们所要表达的哲学、科学和伦理意义。
10. 电车难题它是伦理学领域最为知名的思想实验之一，内容大致是：一个疯子把五个无辜的人绑在电车轨道上，一辆失控的电车朝他们驶来，且马上就要辗过他们。
幸运的是，你可以拉一个拉杆，让电车开到另一条轨道上。
但是还有一个问题，那个疯子在那另一条轨道上也绑了一个人。
想想这个情况，你应该拉拉杆吗？意义:电车难题最早由哲学家Philippa Foot提出，是用来批判伦理哲学主要理论的，特别是对功利主义的批判。
功利主义认为，大部分道德决策都是根据“为最多的人提供最大的利益”的原则做出的。
从一个功利主义者的观点来看，明显应去拉拉杆，只杀死一个人来拯救五个人。
但是功利主义的批判者反驳说，一旦拉了拉杆，你就变得不道德——你要为另一条轨道上那一个人的死负担部分的责任。
然而，其他人认为，这种状况下要求你要有所作为，什么都不做也是不道德。
总之，不存在完全的道德行为，这也就是重点所在。
许多哲学家都用电车难题作为例子来表现现实生活中经常强迫一个人违背自己道德准则的状况，并且有的时候根本没有完全道德的做法。
9. 空地上的奶牛认知领域中一个重要的思想实验就是“空地上的奶牛”。
实验是这样的，一个农民担心自己获奖的奶牛走丢了。
一个送奶工来到农场后，他让农民不要担心，因为他看到那头奶牛就在附近。
虽然农民很愿意相信送奶工，但他还是自己去看了下，他看到了熟悉的黑白相间条纹，为自己的奶牛在那里感到很满意。
史上著名的10个思想实验
史上著名的10个思想实验思想实验是一种精神上的观念或假想，通常和谜语相似，是哲学家和科学家用以了解什么是大众思想的一种简单方法。
他们的运用在如哲学和理论物理（理论物理无需做实验）等抽象领域是最为广泛的。
他们像是为思想准备的一份大餐，最终给出复杂的答案。
即使思想实验本身也会有无法理解的时候，这并不奇怪。
下面是10个著名的思想实验，还有他们所要表达的哲学、科学和伦理意义。
1.缸中的大脑没有比所谓“缸中的大脑（Brain in a vat）”更有影响力的思想实验了，这个思想实验涵盖了从认知学到哲学到流行文化等各个领域。
这个实验是希拉里·普特南（Hilary Putnam）1981年在他的《理性，真理和历史》（Reason, Truth, and History）一书中，阐述的假想。
实验的基础是人所体验到的一切最终都要在大脑中转化为神经信号。
假设一个疯子科学家、机器或其他任何意识将一个大脑从人体取出，放入一个裝有营养液的缸里维持着它的生理活性，超级计算机通过神经末梢向大脑传递和原来一样的各种神经电信号，并对于大脑发出的信号给予和平时一样的信号反馈，则大脑所体验到的世界其实是计算机制造的一种虚拟现实，則此大脑能否意识到自己生活在虚拟现实之中？这个思想实验常被引用来论证一些哲学，如知识论、怀疑论、唯我论和主观唯心主义。
一个简单的论证如下：因为缸中之脑和头颅中的大脑接收一模一样的信号，而且这是他唯一和环境交流的方式，从大脑中角度来说，它完全无法确定自己是颅中之脑还是缸中之脑。
如果是前者，那它的想法是正确的，他确实走在大街上或者在划船。
如果是后者，那它就是错误的，它并没有在走路或划船，只是接收到了相同的电信号而已。
一个大脑无法知道自己是在颅中还是缸中，因此这世间的一切可能都是虚假的、虚妄的。
那么什么是真实？从生物学的角度讲，个体对于客观存在的认知或判别取决于他所接收的刺激，假设缸中脑生成一系列“测试用”反应用于检测自身的认知，同时“系统”又能及时给予相应的刺激作为回应，此时问题的结症就不在于缸中脑对于世界的认知，而在于“观察者”自身对于世界的认知。
改变世界的十个物理学实验
改变世界的十个物理学实验一、光电效应实验光电效应实验证明了物质粒子具有波粒二象性的重要性，奠定了量子力学的基础。
通过将金属板暴露在光源下，观察到光子碰撞金属表面后，将电子从金属中释放出来的现象。
这一实验的成功揭示了光子的粒子性质，并对现代科学和技术发展产生了深远影响，包括现代通信和太阳能电池等。
二、布朗运动实验布朗运动实验证明了原子存在的重要性，为原子理论提供了直接的实验证据。
通过观察到微小颗粒在液体中的无规则运动，阐述了物质是由微观颗粒组成的，推翻了亚里士多德关于物质连续性的观点。
这一实验为原子理论的发展奠定了坚实的基础，深刻地改变了人们对物质本质的认识。
三、拉曼散射实验拉曼散射实验证实了分子内部振动和转动的存在，并为光谱学和量子力学的发展做出了突出贡献。
通过观察到光在物质中的散射现象，发现了入射光的频率发生微小的变化，即拉曼频移。
这一实验揭示了分子的结构和性质，并为分析材料的结构提供了重要手段，对药物研发、环境监测等领域产生了广泛的应用。
四、超导实验超导实验揭示了超导材料在低温下具有零电阻和完全反射的特性，为电磁学和材料科学的发展做出了突出贡献。
通过将某些材料冷却到临界温度以下，观察到电流在超导材料中流动时不受阻碍的现象。
这一实验的成功开辟了超导材料的研究领域，并为能源传输和磁共振成像等技术提供了新的可能性。
五、核裂变实验核裂变实验揭示了原子核可以分裂成两个较轻的核，并释放出巨大能量的特性，为核能的利用和核武器的制造提供了基础。
通过将重核引入中子束中，观察到原子核裂变的现象。
这一实验的成功引发了核能领域的革命性变革，并广泛应用于能源生产、医疗诊断和科学研究等方面。
六、量子隧穿实验量子隧穿实验证明了量子力学中的隧穿效应，并为纳米科学和量子计算提供了基础。
通过将电子束照射到带能隙材料上，观察到电子可以穿过能隙的现象。
这一实验揭示了微观粒子的非经典行为，并对电子器件和信息技术的发展产生了深远影响。
物理学上最著名的十个实验
物理学上最著名的十个实验物理学上最著名的十个实验1、惯性原理自从亚里士多德时代以来，人们一直以为力是运动的原因，没有力的作用物体的运动都会静止。
直到伽利略提出了下面这一个家喻户晓的思想实验，人们才知道了惯性原理——一个不受任何外力(或者合外力为0)的物体将保持静止或匀速直线运动：设想一个一个竖直放置的V字形光滑导轨，一个小球可以在上面无摩擦的滚动。
让小球从左端往下滚动，小球将滚到右边的同样高度。
如果降低右侧导轨的斜率，小球仍然将滚动到同样高度，此时小球在水平方向上将滚得更远。
斜率越小，则小球为了滚到相同高度就必须滚得越远。
此时再设想右侧导轨斜率不断降低以至于降为水平，则根据前面的经验，如果无摩擦力阻碍，小球将会一直滚动下去，保持匀速直线运动。
在任何实际的实验当中，因为摩擦力总是无法忽略，所以任何真实的实验都无法严格地证明惯性原理，这也正是古人没有得出惯性原理的原因。
然而思想实验就可以做到，仅仅通过日常经验的延伸就可以让任何一个理性的人相信惯性原理的正确性，这一最简单的思想实验足以体现出思想实验的锋芒!2、两个小球同时落地仍是受亚里士多德的影响，伽利略之前的人们以为越重的物体下落越快，而越轻的物体下落越慢。
伽利略在比萨斜塔上的著名实验人尽皆知，可是很多人不知道的是，其实在这之前伽利略已经通过一个思想实验证明了两个小球必须同时落地：如果亚里士多德的论断是对的话，那么不妨设想把一个重球和一个轻球绑在一起下落。
由于重的落得快而轻的落得慢，轻球会拖拽住重球给它一个阻力让它减速，因此俩球的下落速度应该会介于重球和轻球下落速度之间。
然而，如果把两个球看成一个整体，则总重量大于重球，它应当下落得比重球单独下落时更快的。
于是这两个推论之间自相矛盾，亚里士多德的论断错误，两个小球必须同时落地。
有了上述思想实验，实际上两个小球同时落地就已经不仅是一个物理上成立的定律了，而是在逻辑上就必须如此。
在这个例子中，思想实验起到了真实实验无法达到的作用：即便在我们高中所学的牛顿引力理论不适用的情形，两个小球同时落地依然是成立的!后面我会讲到广义相对论中的等效原理，这个思想实验在逻辑上的必然成立是爱因斯坦总结出等效原理的关键因素。
物理学历史上的十个最著名的思想实验
物理学历史上的十个最著名的思想实验10月3日，2017年诺贝尔物理学奖在瑞典揭晓，Rainer Weiss，Barry C. Barish 和Kip S. Thorne因引力波探测研究获奖。
引力波探测仪LIGO价格高达6亿美元。
其实物理学实验有时候不需要化一分钱也可以改变世界的，在物理学中，有一类特殊的实验：它们不需要购置昂贵的仪器，不需要大量的人力物力，需要的只是有逻辑的大脑；而这种实验却可以挑战前人的结论，建立新的理论，甚至引发人们对世界认识的重新思考。
这种实验就是传说中的思想实验。
历史上的许多伟大物理学家，都曾设计过发人深思的思想实验，伽利略、牛顿、爱因斯坦便是其中的代表，这些思想实验不仅对物理学的发展有着不可磨灭的作用，更是颠覆了人们对世界对宇宙的认识。
这篇文章将从易到难地介绍一下物理学历史上的几个著名思想实验。
1 惯性原理自从亚里士多德时代以来，人们一直以为力是运动的原因，没有力的作用物体的运动都会静止。
直到伽利略提出了下面这一个家喻户晓的思想实验，人们才知道了惯性原理——一个不受任何外力(或者合外力为0)的物体将保持静止或匀速直线运动：设想一个一个竖直放置的V字形光滑导轨，一个小球可以在上面无摩擦的滚动。
让小球从左端往下滚动，小球将滚到右边的同样高度。
如果降低右侧导轨的斜率，小球仍然将滚动到同样高度，此时小球在水平方向上将滚得更远。
斜率越小，则小球为了滚到相同高度就必须滚得越远。
此时再设想右侧导轨斜率不断降低以至于降为水平，则根据前面的经验，如果无摩擦力阻碍，小球将会一直滚动下去，保持匀速直线运动。
在任何实际的实验当中，因为摩擦力总是无法忽略，所以任何真实的实验都无法严格地证明惯性原理，这也正是古人没有得出惯性原理的原因。
然而思想实验就可以做到，仅仅通过日常经验的延伸就可以让任何一个理性的人相信惯性原理的正确性，这一最简单的思想实验足以体现出思想实验的锋芒！2 两个小球同时落地仍是受亚里士多德的影响，伽利略之前的人们以为越重的物体下落越快，而越轻的物体下落越慢。
物理历史上的十大经典实验
物理历史上的十大经典实验排名第一：托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中，人们逐渐发现了微观客体(光子、电子、质子、中子等)既有波动性，又有粒子性，即所谓的“波粒二象性”。
“波动”和“粒子”都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念，与我们的直观经验较为相符。
然而，微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。
如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律，电子双缝干涉实验为一典型实例。
杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验，玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验，以此来讨论量子物理学中的基本原理。
可是，由于技术的原因，当时它只是一个思想实验。
直到 1961 年，约恩•孙制作出长为50mm、宽为 0.3mm、缝间距为 1mm 的双缝，并把一束电子加速到 50keV，然后让它们通过双缝。
当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样，并可用照相机记录图样结果。
电子双缝干涉实验的图样与光的双缝干涉实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象，这是电子具有波动性的一个实证。
更有甚者，实验中即使电子是一个个地发射，仍有相同的干涉图样。
但是，当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的，不论用何手段，图样都立即消失，这实际告诉我们，在观察粒子波动性的过程中，任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性，我们无法同时观察两个方面。
要设计出一种仪器，它既能判断电子通过哪个缝，又不干扰图样的出现是绝对做不到的。
这是微观世界的规律，并非实验手段的不足。
排名第二：伽利略的自由落体实验伽利略(1564—1642)是近代自然科学的奠基者，是科学史上第一位现代意义上的科学家。
他首先为自然科学创立了两个研究法则：观察实验和量化方法，创立了实验和数学相结合、真实实验和理想实验相结合的方法，从而创造了和以往不同的近代科学研究方法，使近代物理学从此走上了以实验精确观测为基础的道路。
爱因斯坦高度评价道：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一”。
物理哪些著名的实验
物理学是一门以实验为基础的科学，历史上有许多著名的实验对物理学的发展起到了决定性的作用。
以下是一些在物理学史上具有重大意义的著名实验：1.米开朗基罗的铁球实验：据说，米开朗基罗在比萨斜塔上进行了两个不同重量铁球同时下落的实验，以此来证明落体运动的性质。
尽管这个故事的真实性受到质疑，但它对于传播伽利略关于加速度和重力的研究具有重要意义。
2.牛顿的棱镜实验：艾萨克·牛顿通过将一束白光穿过棱镜，展示了白光是由多种颜色的光混合而成的，从而证明了色彩的合成性质，这是光学领域的一项重要发现。
3.卡文迪什实验：由亨利·卡文迪什在18世纪进行的实验，用以测量地球的密度。
他使用了一个精密的扭秤实验装置，这个实验被认为是物理实验中最精巧的一个，也是测量地球质量的最准确方法之一。
4.法拉第的电磁感应实验：迈克尔·法拉第在19世纪通过一系列实验，发现了电磁感应现象，即磁场的变化可以产生电流。
这些实验是现代电动机、发电机和变压器等电磁设备的理论基础。
5.麦克斯韦的电磁波实验：詹姆斯·克拉克·麦克斯韦通过数学理论预言了电磁波的存在，而海因里希·赫兹随后通过实验验证了这一点。
赫兹展示无线电波（一种电磁波）的存在，并测量其速度，为无线电技术的发明打下基础。
6.黑体辐射实验：马克斯·普朗克通过研究黑体在不同温度下发射的光谱，提出了量子化的概念，这是量子物理学的起点。
7.光电效应实验：阿尔伯特·爱因斯坦对光电效应的解释确认了光子的概念，并为其赢得了诺贝尔物理学奖。
这个实验证实了光的粒子性，是量子力学的重要里程碑。
8.双缝实验：最初由托马斯·杨进行的双缝实验展示了光的波动性。
当光通过两个紧邻的缝隙时，会形成干涉条纹。
这个实验后来也被用于电子等其他粒子，展示了量子力学中的波粒二象性。
9.薛定谔的猫实验：虽然这个思想实验并非真实进行过，但它巧妙地阐释了量子叠加原理以及观察者效应的概念，并成为了量子力学中最著名的难题之一。
史上最著名的10个思想实验
解读：
如果你觉得这一切听起来很像《黑客帝国》，你说对了。这部电影以及其他一些科幻小说和电影，都受到了这个实验很大的影响。这个实验的核心思想是让人们质疑经历的本质，并思考作为一个人的真正意义是什么。这个实验的原型可以追溯至笛卡尔，由希拉里·普特南推广。在笛卡尔的《第一哲学沉思录》一书中，笛卡尔提出了是否证明能他所有的感官体验都是他自己的，而不是由某个“邪恶魔鬼”所产生的幻想。笛卡尔用他的经典名言“我思故我在”回答了这个问题。不幸的是，“缸中的大脑”将问题复杂化了，因为连着电极的大脑仍然可以思考。这个实验被哲学家广泛讨论，也有许多针对实验前提的反驳，但仍没有人能有力的回应其核心问题：你到底怎么才能知道什么是真实？
1. 缸中的大脑
没有比所谓“缸中的大脑”更有影响力的思想实验了，这个思想实验涵盖了从认知学到哲学到流行文化等各个领域。这个实验要求你想象有一个疯狂科学家把你的大脑从你体内取出，放在一个装有维持生命液体的缸中。大脑是连着电极，电极还连到一台能产生图像和感官信号的电脑上。因为你获取的所有关于世界的信息都是经由大脑过滤，这台电脑就有能力模拟你日常的体验。如果这确实可能的话，你要如何来证明你周围的世界是真实的，而不是由一台电脑所产生的模拟环境？
2. 薛定谔的猫
薛定锷的猫最早由物理学家薛定锷提出，是量子力学领域中的一个悖论。内容是：一只猫被封闭在一个盒子里一个小时，和它一起的还有一些放射性元素和一瓶毒气。在一小时内，放射性元素的衰变几率为50%。如果发生了衰变，那么会触发一个连接在盖革计数器上的锤子，打碎瓶子，释放毒气，杀死猫。因为这件事是否发生的概率相等，薛定锷认为在盒子被打开前，盒子中的猫可以同时被认为是既死又活的。
9．空地上的奶牛（The Cow in the field）
物理历史上的十大经典实验
物理历史上的十大经典实验2002年，美国两位学者在全美物理学家中做了一次调查，请他们提名有史以来最出色的十大物理实验，其中多数都是我们耳熟能详的经典之作。
令人惊奇的是十大经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂：由简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念。
十大经典物理实验犹如十座历史丰碑，扫开人们长久的困惑和含糊，开辟了对自然界的崭新认识。
从十大经典物理实验评选本身，我们也能清楚地看出 2000 年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们“鸟瞰”历史一样。
排名第一：托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中，人们逐渐发现了微观客体光子、电子、质子、中子等既有波动性，又有粒子性，即所谓的“波粒二象性”。
“波动”和“粒子”都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念，与我们的直观经验较为相符。
然而，微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。
如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律，电子双缝干涉实验为一典型实例。
杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验，玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验，以此来讨论量子物理学中的基本原理。
可是，由于技术的原因，当时它只是一个思想实验。
直到 1961 年，约恩•孙制作出长为 50mm、宽为 0.3mm、缝间距为1mm 的双缝，并把一束电子加速到50keV，然后让它们通过双缝。
当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样，并可用照相机记录图样结果。
电子双缝干涉实验的图样与光的双缝干涉实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象，这是电子具有波动性的一个实证。
更有甚者，实验中即使电子是一个个地发射，仍有相同的干涉图样。
但是，当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的，不论用何手段，图样都立即消失，这实际告诉我们，在观察粒子波动性的过程中，任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性，我们无法同时观察两个方面。
要设计出一种仪器，它既能判断电子通过哪个缝，又不干扰图样的出现是绝对做不到的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
物理学中十大著名的思想实验在物理学中，有一类特殊的实验：它们不需要购置昂贵的仪器，不需要大量的人力物力，需要的只是有逻辑的大脑；而这种实验却可以挑战前人的结论，建立新的理论，甚至引发人们对世界认识的重新思考。
这种实验就是传说中的思想实验。
历史上的许多伟大物理学家，都曾设计过发人深思的思想实验，伽利略、牛顿、爱因斯坦便是其中的代表，这些思想实验不仅对物理学的发展有着不可磨灭的作用，更是颠覆了人们对世界对宇宙的认识。
这篇文章将从易到难地介绍一下物理学历史上的几个著名思想实验。
1.惯性原理自从亚里士多德时代以来，人们一直以为力是运动的原因，没有力的作用物体的运动都会静止。
直到伽利略提出了下面这一个家喻户晓的思想实验，人们才知道了惯性原理——一个不受任何外力(或者合外力为0>的物体将保持静止或匀速直线运动：设想一个一个竖直放置的V字形光滑导轨，一个小球可以在上面无摩擦的滚动。
让小球从左端往下滚动，小球将滚到右边的同样高度。
如果降低右侧导轨的斜率，小球仍然将滚动到同样高度，此时小球在水平方向上将滚得更远。
斜率越小，则小球为了滚到相同高度就必须滚得越远。
此时再设想右侧导轨斜率不断降低以至于降为水平，则根据前面的经验，如果无摩擦力阻碍，小球将会一直滚动下去，保持匀速直线运动。
在任何实际的实验当中，由于摩擦力总是无法忽略，所以任何真实的实验都无法严格地证明惯性原理，这也正是古人没有得出惯性原理的原因。
然而思想实验就可以做到，仅仅通过日常经验的延伸就可以让任何一个理性的人相信惯性原理的正确性，这一最简单的思想实验足以体现出思想实验的锋芒！2.两个小球同时落地仍是受亚里士多德的影响，伽利略之前的人们以为越重的物体下落越快，而越轻的物体下落越慢。
伽利略在比萨斜塔上的著名实验人尽皆知，可是很多人不知道的是，其实在这之前伽利略已经通过一个思想实验证明了两个小球必须同时落地：如果亚里士多德的论断是对的话，那么不妨设想把一个重球和一个轻球绑在一起下落。
由于重的落得快而轻的落得慢，轻球会拖拽住重球给它一个阻力让它减速，因此俩球的下落速度应该会介于重球和轻球下落速度之间。
然而，如果把两个球看成一个整体，则总重量大于重球，它应当下落得比重球单独下落时更快的。
于是这两个推论之间自相矛盾，亚里士多德的论断错误，两个小球必须同时落地。
有了上述思想实验，实际上两个小球同时落地就已经不仅是一个物理上成立的定律了，而是在逻辑上就必须如此。
在这个例子中，思想实验起到了真实实验无法达到的作用：即便在我们高中所学的牛顿引力理论不适用的情形，两个小球同时落地依然是成立的！后面我会讲到广义相对论中的等效原理，这个思想实验在逻辑上的必然成立是爱因斯坦总结出等效原理的关键因素。
3.牛顿的大炮如图，一门架在高山上的大炮以很高的速度向外水平地发射炮弹，炮弹速度越快，就会落到越远的地方。
一旦速度足够快，则炮弹就永远也不会落地，而是会绕着地球作周期性的运动。
牛顿的这一简单的思想实验，第一次让人们认识到，原来月球不会掉到地上来<也不会飞走）的原因，正是导致苹果落地的引力！牛顿的引力理论促成了人们认识上的一个飞跃：天上的东西并不“神圣”，他们遵循的规律和地上的普通物体完全一致。
4.水桶实验用长绳吊一水桶，让它旋转至绳扭紧，然后将水注入，水与桶暂时都处于静止中，这时显然液面水平。
再突然使桶反方向旋转，刚开始的时候水面并未跟随着运动，此时水面仍然水平。
但是后来，桶逐渐把运动传递给水，使水也开始旋转，就可以看到水渐渐离开其中心而沿桶壁上升形成凹面。
运动越快，水升的越高。
倘若此时突然让桶静止，水由于惯性仍将旋转，此时的液面仍为凹面。
牛顿认为，水面的下凹，不是由水对周围的相对运动造成的，而是由水的绝对的、真正的圆周运动造成的，因此由水面的下凹就可以判断绝对运动的存在。
这一思想实验，是牛顿为了论证绝对空间的存在而设计出来的。
然而，众所周知，牛顿的绝对时空观其实是错误的，也就是说这一思想实验其实是个失败的例子。
这一谬误，在100多年之后才被哲学家兼物理学家马赫所指出。
马赫认为，水面的凹陷，并不是由于水相对于“绝对空间”的运动，而是由于相对宇宙间的所有其他物体的运动，这些其他所有物体通过引力对水施加了作用。
其中起决定性作用的物体则是遥远的天体，正是遥远的天体的“参考系拖拽”作用使得相对于它们旋转的液面发生了凹陷。
马赫认为并不存在绝对空间，所有参考系等价。
倘若能够使水面保持静止，而让所有遥远天体一同旋转，按照马赫的观点，静止水面将产生凹液面。
我们显然无法做这样的实验，但是如果用几公里厚的水桶做上面的水桶实验，则人们便不能肯定牛顿对液面的平凹的判断了。
后来，马赫的观点对爱因斯坦发明广义相对论产生了决定性的影响，马赫原理本身也随着广义相对论的逐渐证实而得到了广泛认可。
5.奥伯斯佯谬在20世纪的宇宙大爆炸理论提出之前，人们对于宇宙的认识是朴素的：宇宙无限大、存在的时间无限长、宇宙处于稳恒态、宇宙中的星体分布在大尺度上均匀。
然而那时的人们不知道的是，从这四条基本假设却可以逻辑地推出与事实明显相悖的结论——奥伯斯佯谬：如果宇宙是稳恒，无限大，时空平直的，其中均匀分布着同样的发光体，由于发光体的照度与距离的平方成反比，而一定距离上球壳内的发光体数目和距离的平方成正比，这样就使得对全部发光体的照度的积分不收敛，黑夜的天空应当是无限亮的。
然而每天的黑夜总是如期降临，天空并不是一直无限亮着。
这就说明以前我们对宇宙的认识存在问题。
奥伯斯本人给出了一个解释，他认为宇宙中存在的尘埃、不发光的星体吸收了一部分光线。
然而这个解释是错误的，由于根据热力学第一定律，能量必定守恒，故此中间的阻隔物会变热而开始放出辐射，结果导致天上有均匀的辐射，温度应当等于发光体表面的温度，也即天空和星体一样亮，然而事实上没有观察到这种现象。
直到宇宙大爆炸理论的提出，奥伯斯佯谬才迎刃而解。
根据大爆炸理论，宇宙诞生于150亿年前的一个大爆炸，到现在宇宙仍处在膨胀的过程当中，因此，宇宙的存在时间便是有限的，并且并非处在稳恒态。
四条基本假设的两条已经不再成立，因此奥伯斯佯谬也自然被瓦解。
6.拉普拉斯妖牛顿之后的时代，经典力学在描述世界上产生了巨大的成功，人们逐渐的相信世界是可以用物理定律机械地描述的。
比较极端地，拉普拉斯就相信机械决定论，认为世间万物<包括人类、社会）都逃不过确定的物理定律的掌控。
“我们可以把宇宙现在的状态视为其过去果以及未来的因。
如果一个智能知道某一刻所有自然运动的力和所有自然构成的物件的位置，假如他也能够对这些数据进行分析，那宇宙里最大的物体到最小的粒子的运动都会包含在一条简单公式中。
对于这智者来说没有事物会是含糊的，而未来只会像过去般出现在他面前。
”——拉普拉斯拉普拉斯提到的“智能”，便是后人所称的“拉普拉斯妖”。
倘若拉普拉斯妖是存在的，那这个世界也太可怕了：你我的行为全部都可以通过计算得出，我们的命运也全都被物理定律+初始条件严格的定出了，没有什么会是计算之外的，那生活还有什么乐趣可言！幸运的是，混沌理论和量子力学的发展，让拉普拉斯妖永远也不可能存在了。
量子力学告诉我们，物理量都是有不确定性的，不可能无误差地精确测量。
而混沌理论则表明，只要涉及3个及更多的物体，初始条件的极其微小的差别将导致最后结果的千差万别。
从另一个角度来说，拉普拉斯妖是基于经典力学可逆过程的，然而真实的系统确实满足热力学第二定律<熵增原理）的不可逆过程。
因此世界仍是充满不确定性充满了惊喜的，人也可以凭借自己的主观努力去改变自己的命运。
7.麦克斯韦妖中学时我们都曾学过热力学第二定律<熵增原理）：孤立系统的不可逆过程熵总是在增加。
“落叶永离，覆水难收；欲死灰之复燃，艰乎其力；愿破镜之重圆，冀也无端；人生易老，返老还童只是幻想；生M煮成熟饭，无可挽回...”这些都是熵增原理在实际生活中的反应，它现在也已经成为了物理学中最牢不可破的原理之一。
然而当年麦克斯韦却曾提出过一个对熵增原理的诘难，非常令人困惑：一个绝热容器被分成相等的两格，中间是由“麦克斯韦妖”控制的一扇小“门”，容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击，“门”可以选择性的将速度较快的分子放入一格，而较慢的分子放入另一格，这样，其中的一格就会比另外一格温度高，系统的熵降低了。
可以利用此温差，驱动热机做功，而这是与热力学第二定律相矛盾的。
对于这个诘难的反驳，可并不是一件轻松的事情。
有人可能以为麦克斯韦妖在打开、关闭门的时候需要消耗能量，这里产生的熵增会抵消掉系统熵的降低。
然而开关门消耗的能量却不是本质的，它可以任意降低到足够小。
对于麦克斯韦妖的真正解释，直到20世纪才被揭开。
关于熵的问题向来比较难懂，因此我直接引用赵凯华先生在《新概念力学·热学》中的话：“麦克斯韦妖有获得和存储分子运动信息的能力，它靠信息来干预系统，使它逆着自然界的方向进行。
按现代的观点，信息就是负熵，麦克斯韦妖将负熵输入给系统，降低了它的熵。
那么，麦克斯韦妖怎样才能获得所需的信息呢？它必须有一个温度与环境不同的微型光源去照亮分子，这就需要耗费一定的能量，产生额外的熵。
麦克斯韦妖正是以此为代价才获得了所需的信息<即负熵）的，这额外熵的产生补偿了系统里熵的减少。
总起来说，即使真有麦克斯韦妖存在，它的工作方式也不违反热力学第二定律。
”8.双生子佯谬爱因斯坦的狭义相对论建立了全新的时空观，对于当时的人们来说难以接受。
因此自从提出以来，狭义相对论就受到了各种诘难，其中最著名的当属双生子佯谬。
但是无论如何诘难，狭义相对论都可以很完美的给出解释，所有的佯谬都被一一化解，研究这些佯谬可以更加深刻的理解狭义相对论的时空观。
在狭义相对论中，运动的参考系时间会变缓，即所谓的动钟变慢效应。
现在设想这样一个情景：有一对双胞胎A和B，A留在地球上，B乘坐接近光速的飞船向宇宙深处飞去。
飞船在飞出一段距离之后掉头往回飞，最终降落回地球，两兄弟见面。
现在问题来了：A认为B在运动的时候时间变慢，B应当比A年轻；而同样地，在B看来，是A一直在运动，是A的时间变慢了，A应当比B年轻才是。
那么兄弟俩究竟谁更年轻呢？狭义相对论是否自相矛盾了？事实上，理解双生子佯谬的关键，是要清楚A和B的地位并不对等：两人中只有B经历了加速过程，B 在飞船掉头的时候不可避免的要经历一次加速。
因此，只有A才是处在狭义相对论成立的惯性系当中，只有A的看法是正确的：当兄弟俩见面时，B比A更年轻。
类似的效应已经被精密实验所证实了。
其实只要用狭义相对论做详尽的计算，也能够从B的角度理解为什么B比A更年轻，但是这不得不做繁琐的计算，这里就不给出了。
至此我们可以放心地说，狭义相对论在这个问题上是没有包含矛盾的。