張朝陽:量子力學不是玄學 它每時每刻都發生在生活中
新浪科技訊 1月2日下午消息,12月31日晚上10點,搜狐創始人、董事局主席兼首席執行官、物理學博士張朝陽開啟2025跨年演講。
張朝陽以“生活在量子力學的世界里”為主題,結合普通人從早到晚的日常生活,展示了量子力學如何悄無聲息地滲透到我們周圍的每個細節。近三個小時的演講,張朝陽分享了原子的核外電子排布、躍遷發光、量子隧穿等27個物理知識點,帶領大家走進了一個無處不在、卻神秘莫測的微觀世界。
“每天睜開眼,第一縷陽光來自太陽表面的黑體輻射。”張朝陽從起床睜眼開始,介紹了太陽的量子特性。他利用維恩公式,解釋了太陽輻射能量最強部分正好落在我們眼睛能夠感知的頻率範圍內,這也決定了人眼的視力極限。他舉例說,起床後的第一件事可能是刷牙,而電動牙刷的刷毛由高分子材料構成,動力來源於鋰電池,鋰的最外層電子只有一個,這使它能夠輕鬆釋放電子,形成鋰離子在電池中高效地傳遞能量,進而為各種電器提供動力。走出家門,路燈依舊明亮,張朝陽指出,鈉燈的橘黃色光正是鈉的電子在3s和3p能級間躍遷的結果。來到早餐店,麵包的材料、咖啡豆和蔬菜的成長都離不開光合作用,這也是量子的過程。
事實上,量子力學早已滲透到我們生活的方方面面。走進辦公室,空調中的工質通過氫鍵的反複斷裂和重建調節溫度;電腦處理器內上億個晶體管和顯示屏中的LED燈板,都是量子力學能帶理論的直接產物。甚至人們每一句話的傳播速度,都受到了量子力學能量分立的影響;而每個思維的跳躍,都伴隨著成千上萬的鈣離子通過複雜的生化反應進入神經元。
傍晚走在大街上,感受氬氣等惰性氣體被電流點亮後形成的五彩霓虹燈光。而正在小酌的人會注意到紅酒的“掛壁”現象,這正是由於水分子通過氫鍵形成較強的表面張力所致。水中氫鍵的強度還限定了地球上樹木的高度——在蒸騰作用下,氫鍵形成的“鎖鏈”有助於抗衡引力,將水從根部輸送到樹冠。此時,遠方的天空中,電磁擾動下的氮氣和氧氣閃爍著紅綠色光與藍色光,這就是極光。
張朝陽解釋道,極光的產生源自地磁場對太陽風的屏蔽作用。一般磁場的形成與電流的運動密切相關,而鐵磁性的形成是深刻的量子力學現象。大量鐵原子聚集形成磁疇,一致排列的磁疇產生了宏觀的磁場。張朝陽提到,核磁共振(MRI)技術則是我們日常生活中與強磁場接觸的一個典型例子。核磁共振利用超導線圈產生比地磁場強三萬倍的磁場,通過分析氫核自旋變化進行成像,是目前最先進的醫學成像技術之一。
晚上回到家中,張朝陽還給出了一些生活實用小建議。他建議晚上及時清洗衣物並保持開窗通風,以避免油點和汙漬通過擴散效應滲入衣物中,留下難以去除的痕跡。保持開窗通風則能降低室內氡氣的濃度,這種放射性氣體長期積聚會對健康造成影響。特別是,氡氣在量子隧穿效應的幫助下輻射出α粒子,進入人體內將增加患肺癌的風險。
演講中,張朝陽還講述了NASA發射的“旅行者號”如何借助量子技術探測宇宙。自1977年起,這兩艘宇宙飛船就向宇宙深處進發,至今已經飛出了太陽系,在一定的減速後繼續以每秒17公里的速度向半人馬座航行。它們的能源來源於量子力學,利用鈈核衰變的射線加熱金屬並轉化為電能,推動飛船繼續前進。1990年,旅行者號回望地球拍下了著名的“地球藍點”照片,展現了地球在浩瀚宇宙中的渺小。
“宇宙之大,地球只是一個小點,而地球上的芸芸眾生是宇宙小點里更小的點。”張朝陽感慨,“宇宙如此廣闊,地球真的是微不足道。應心存敬畏,不要把每個人每天碰到什麼事情當回事,因為人生就那麼一瞬間就過去了。”按設計壽命,2025年旅行者號將會耗盡最後一點能量,從此中斷與人類聯繫。也許數萬年之後,當地球消失的時候,而旅行者號可能會碰到其他星系生物,成為人類智慧文明存在的唯一證明。
正是量子力學,讓世界萬物以特定的結構和規律存在,塑造了這個世界周圍的一切,從水、空氣,到人類自己。沒有量子力學,世界將是無序的灰燼。張朝陽稱,“我們要為我們人類的偉大而感到驕傲,因為經過幾千萬年的進化、兩百萬年的演變以及一萬年的農業文明,我們大腦超常發展,使我們擁有了智慧,擁有了思考能力,我們理解了量子力學,我們理解了天下,知道世界是如此的情況。”
演講期間當跨年鍾聲敲響之際,張朝陽為大家送上新年寄語,他建議大家學點心理學能自我調節保持好心情,要每天運動、多吃蔬菜水果;同時要折騰做事情,尋找各種機會;管好現金流、不要負債。“希望大家在2025年都能夠有所斬獲、有所進步,能夠很寬裕地、有成就地、有意義地度過。”