張朝陽跨年演講:量子力學不是玄學 它每時每刻都發生在生活中

封面新聞記者 吳雨佳

2024年12月31日,搜狐創始人、董事局主席兼首席執行官、物理學博士張朝陽準時開啟2025跨年演講。他以普通人一天的經曆生動演繹了量子力學在生活和現代技術中的廣泛應用。

本次演講聚焦現代物理學的另一大支柱——量子力學。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。

“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。

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。

張朝陽提到,量子力學正在幫助我們破解宇宙的奧秘。通過光譜分析,科學家可以識別不同星體的元素,甚至通過譜線的紅移計算星體的遠離速度。從而揭示了宇宙正在膨脹。量子力學帶來的定量方法,是人類探索宇宙的關鍵工具。

同時,恒星的演化也離不開量子力學。借助理論計算,我們甚至不止知道太陽已經活了四五十億年,我們也知道太陽將會繼續再活四五十億年。甚至於知道恒星的末期,它們正借助量子力學中的費米子簡並壓“拚死一搏”。當簡並壓與引力能夠實現平衡時,恒星將形成相對穩定的白矮星和中子星。否則,它將曆經爆炸,或者燃燒殆盡,或者形成黑洞殘留在宇宙間。

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。”

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。”