【奇思妙想】哪些极限理论上是无法超越的？
来自Vikramaditya Gaonkar（制造机械工程师）、Stephen Hou，MIT（ 物理专业在读）等的答案：
【贝兹理论】
我们从风能中转化得到的能量，最多不超过 59.3% 。这被称作贝兹理论。
如果风中全部的能量，在通过叶轮的时候被 100% 转化为机械能，那么风就不会再吹，通过叶片的空气风速降为0。这就意味着空气会在叶片后面阻滞聚集，也就没有后续流动的空气来推动叶片，产生能量了。
【贝肯斯坦界限（Bekenstein Bound）】
这里，我说两则我最喜欢的，涵盖了计算机科学、量子物理和热力学。这些理论深刻，且与我们的常识有所出入，但它们自宇宙诞生开始就存在了。
第一个叫做 「贝肯斯坦界限（Bekenstein Bound）」 。讲的是在给定体积和能量的情况下，所能存储的最大数据量，以字节（bits）为单位，公式是：
在公式中，R 是闭合空间内建球体的半径，E 是质量能量，h带个一横的符号是约化的普克朗常数，C是光速。极限值大概是 2.58 × 10^{43} × (以千克为单位的质量) × (以米为单位的半径) 个字节。因此，一立方厘米，质量1克的物质（就是水的密度）理论上可以存储最多 1.77 × 10^{21} 个字节，相当于 2000亿Gigabytes的数据。
【兰道尔原理（Landauer's principle）】
第二个是 「兰道尔原理（Landauer's principle）」 ，它表示的是擦除一个字节数据所需要的最小能量是：
公式里 K 是 波兹曼常数，T是设备的温度。在室温条件下（25℃，或者 298K），兰道尔极限表明干掉一个字节所需要的最小能量大概是 0.0178 电子伏特(eV), or 2.85 泽焦（zJ）。所以在室温下，一台电脑修改100万字节（大约1M不到）所需要的最少能量是 2.85 万亿分之 1 瓦。
【海佛里克极限】
海佛里克极限（Hayflick Limit）描述的是人类细胞分裂次数的极限。因为人体缺乏端粒酶（telomerase），DNA的染色体终端，在每一次DNA复制之后逐渐变短，直到一个极限值。这可能是人类衰老的根本原因。
【米勒魔法数字】
既然题主没有限定内容，我想在提一下另外一个极限： 「米勒魔法数字」，它说的是人类大脑的内存里，能同时存储的工作不超过 7 +/- 2 个（5~9件事情），它是当今心理学研究中应用最多的论据。
【温度的极限】
温度的极限是「普朗克温度」，高达 1.416785(71)×10^32 开尔文。
普朗克温度，以德国物理学家马克斯·普朗克命名，是温度的单位，简记为 TP 。它是自然单位系统中普朗克单位，并且是代表着量子力学中的一个基础极限的普朗克单位。普朗克温度是温度的基础上限；现代科学认为推测任何东西比这更热是毫无意义的。据现时的物理宇宙学，这是宇宙大爆炸第一个瞬间的温度（第一个单位普朗克时间）。
【形成恒星的质量下限】
还有一个有意思的极限是「形成恒星的质量下限」。为了触发核聚变，它必须具备一定的质量。简单地讲，升级成恒星的入场费是 J13，没错，需要13个木星（Jupiter）的质量。理论上讲，质量大于13个木星的天体在内核会因为强烈的引力作用而引发核聚变。
- 发表于 2014-06-06 00:00
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