20世纪人类社会最重要的事件,既不是两次世界大战,也不是人类登上了太空,而是量子物理学的出现和发展。
之前我们只会在有关科技的新闻中看到,量子通信、量子计算,可是,现在量子物理已经开始走出象牙塔,开始充斥在我们生活中,改变我们的生活。
《量子物理学》就是一本为我们讲解有关量子的物理学。
手机拍摄本书作者,美国物理学教授迈克尔·G.雷默。本书是牛津科普系列丛书,旨在为大众推广科普知识。
本书将用通俗的语言为我们诠释什么是量子物理学,量子物理学与经典力学区别,量子物理学对人类的影响和应用。
一量子物理学的出现
在本书的第一章节,作者就为我们讲解了量子物理学的发展史。
人类由牛顿发现经典力学开始,从天上到地下、海洋中发生的各种物理现象都需要用经典物理学来解释。
网侵,必删直到1900年左右,科学家们研究出了原子的结构,发现用经典力学得走的理论预测结果和实验结果不一致。
于是科学家们重新开始研究,学者普朗克发现,原子能量在发射或者吸收的时候,不是连续不断的,而是必须分成一小份一小份的。
也就是说,能量不是可以无限分割的,而是有一个最小单位,这个基本单位,后来就被命名为“量子”。
而量子场论演化成粒子物理学,量子(电子、夸克、中微子)在量子电磁场,发生相互作用,这就是量子物理学。
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二量子物理学对人类认知的颠覆性影响
量子物理学不像之前的经典力学,是可以实在测出来的。
比如经典力学能测出一辆车的速度,重力,加速度。而量子物理学却是看不见,触摸到的微观学,这让人非常抓狂。量子世界在本质上是概率性的,我们或许可以计算出某个量子个体出现在某个位置上的概率,但我们无法准确地预测它的位置,以及它的速度。
可它偏偏又能解释经典力学无法解释的现象。
而且还能发展一次新的科学技术,推动科技快速发展,给人类进步带来飞跃。
手机拍摄比如本书作者举得例子,量子物理学能解释计算机在一些电子元件中,电子是如何存储和处理信息的。
接下来以爱因斯坦等科学家为代表,这些物理史上金光闪闪的天才伟人,全都投入到了量子力学的大战中。
人类从中获益,乐此不彼,但仍然有很多人不愿意改变常规思维,接受它,因为量子物理学着实颠覆人类认知。
三量子物理学的应用
现在量子在我们工作生活中应用得越来越广泛,半导体、激光器等等都是根据量子物理发明出来的,甚至我们现在将有可能研究出量子计算机。
Google就宣称,量子计算机成功地在3分20秒时间内,完成了一个专门的计算问题,而传统计算机计算这个问题需要1万年的时间。
还比如在中国引起强烈关注的“量子通信”,则是一个真技术。因为中国在量子通信上的领先地位。
写到最后:
量子技术不可置否的将成为将来前沿科技,对我们未来的生活和工作息息相关,产生重要影响。
因此,我们可以先着手从《量子物理学》中,学一些有关量子的科学知识,将来会更好地利用这门技术。
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