張朝陽:沒有量子力學的世界是一堆灰

封面新聞記者 吳雨佳

9月1日,“《張朝陽的物理課》第三卷(量子力學)新書首發”活動在國家圖書館舉辦,其叢書系列正式被國家圖書館收藏。現場,搜狐創始人、董事局主席兼首席執行官、物理學博士張朝陽推導了第三卷新書亮點內容,深究量子力學的“里程碑”議題之固體比熱。

談及物理課直播近三年,張朝陽認為遵循“一萬小時理論”很重要,“當你決定做一件事的時候,最重要的要堅持,長期堅持到一定程度,量變就會產生質變。”

談及新書的內容,張朝陽表示“量子力學在第一卷已經有所涉及,講述了基本量子力學的形成和發展過程,第三卷是對整個量子力學更高階的計算。”

其中,新書第三卷中的“聲子與固體比熱”章節便是量子力學中具有“里程碑”意義的議題。隨後,張朝陽圍繞書中這一議題開展了詳細推導和計算,解析了固體比熱在低溫極限下的行為。

固體由原子或分子整齊排列構成,加熱時會吸熱並振動,固體利用這種振動將能量儲存起來。愛因斯坦將晶格振動比作諧振子,首次解釋了為何低溫比熱趨近於零且絕對零度無法達到。但德拜發現愛因斯坦模型在低溫下有缺陷,並對振動能級的色散關係進行了修正。張朝陽通過黑板上的能級圖解釋了德拜的改進:聲波能級間的空隙並非為固定常數,頻率低的聲波其對應的能級間隙也低,這使得固體在低溫時能更有效地將熱能轉換為內能,從而增大比熱。

現場,有學生問及網絡熱梗“遇事不決,量子力學”,張朝陽解釋道,這句話反映了量子力學的廣泛應用。比如地球上的許多問題,材料特性、液氦的行為,甚至一些高科技探索項目都與量子力學有關。他以近期波音公司因液氦泄漏導致任務推遲的新聞為例,航天飛機的助推器需要用液氦降溫,這得益於氦在低溫常壓下可以保持液態,而氦不會在低溫下凝固就涉及到量子力學原理。

張朝陽指出,知識傳播方式正在經曆根本性變化。如今,許多科學研究不再局限於專業期刊,而是通過自媒體和短視頻進入大眾視野。“順應這一趨勢,任何人在某一方面有一技之長,堅持做下去你就會變得特別專業,也會成為網紅,成為這方面的專家。”

如何看待“薛定諤的貓”、“麥克斯韋妖”和“量子糾纏”等玄學定義?張朝陽認為,當受眾真正理解科學本質時,會發現其中的樂趣遠超表面的神秘感。做科普應避免使用過度簡化或誇張的比喻,這樣會誤導大眾對科學產生誤解。因而他在物理直播中堅持用準確硬核的推導講解,形成了獨樹一幟的風格。