假如一只小鸟在普朗克时间,周围空气温度瞬间提高到普朗克温度并在下一个普朗克时间恢复常温。它会怎么样?

假如一只小鸟在普朗克时间,周围空气温度瞬间提高到普朗克温度并在下一个普朗克时间恢复常温。它会怎么样?

现在题目改为了“普朗克温度”和“普朗克时间”。这样的提问方式则要从量子力学的角度回答。

我的看法是:这样的说法,是没有意义的。

根据不确定性原理,如果我们将时间的不确定性缩小至普朗克时间,那么能量的不确定性则将大于普朗克能量,宏观来看即温度精度高于普朗克温度。我们无法根据现有理论预测一个普朗克时间下,处于普朗克温度的物体/处于普朗克能量的粒子的运动情况。

当然由于这样提问的方式下,能量与时间的数值是确定的,我们可以使用经典理论进行强算强答,不过没有实际意义就是了。

以下为针对原问题的答案,未考虑不确定性原理与量子力学的影响:

是看无穷短的时间“无穷”的程度高,还是无穷大的温度“无穷”的程度高了。

如果是前者,那么对小鸟没有任何影响;如果是后者,小鸟会死亡。

时间无穷短,我们可以写为:

温度无穷高,我们可以写为:

而一定的条件下,热量的传递速率与温差成正比,我们将小鸟的温度记为

则热量传递速率可以写做:

其中K为常数。

因此,在该时间内,小鸟接受的热量为:

因此,整个问题转换为 的极限是多少。

如果两个极限完全无关,不相互约束,那么式子没有确定的值,无法得到结果;

如果 ,即T逼近无穷大的速度更快,那么 ,小鸟会被烧得什么都不剩;

如果 ,即t逼近无穷小的速度更快,那么 ,小鸟安然无恙;

如果 ,两个极限同阶,那么 ,结果取决于a的大小,从安然无恙(a接近0)到什么都不剩(a非常大)都有可能。

综上,需要确定题目中两个“无穷”之间的关系如何,才能得出结果。

有人说分子运动速度不超过光速,而光速是有限的因此运动距离无限等于零。但是这和我说的并不冲突。

温度是动能的体现,无限接近光速的时候,分子热动能可以无穷大。

一个无限接近光速的分子,不需要有有限的运动距离,也可以传递足够的能量给小鸟。别忘了分子是可以放出热辐射的,光子能量同样没有上限,同时量子力学中释放光子不需要时间,温度的大小会决定这段无穷小时间内释放光子的概率与光子的能量。温度下降回来后,释放的光子依旧在,对小鸟产生不同的效果。具体释放的情况依然要看两个无穷的程度。