张朝阳 旅行者号——人类文明在地球消失后的证明

科技资讯 2025-01-04 08:42:27 浏览
张朝阳

在2025年的前夕,我们还在回味和总结这一年。12月31日晚上10点,搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳准时开启了2025跨年演讲。他以普通人一天的经历生动演绎了量子力学在生活和现代技术中的广泛应用,连续3小时直播分享了现代物理学的支柱之一——量子力学,带来了一场别样的科学跨年夜。

量子力学支配着我们的一天

张朝阳从普通人从早到晚的日常生活开始,展示了量子力学如何悄无声息地渗透到我们周围的每个细节。从睁开眼的阳光到刷牙用的电动牙刷,从路灯发出的光到早餐中咖啡豆和蔬菜的生长,量子力学无处不在。

  • 太阳的量子特性:第一缕阳光来自于太阳表面的黑体辐射。维恩公式解释了太阳辐射能量最强部分正好落在我们眼睛能够感知的频率范围内,这也决定了人眼的视力极限。
  • 电动牙刷的动力:电动牙刷的刷毛由高分子材料构成,动力来源于锂电池。锂的最外层电子只有一个,使它能够轻松释放电子,形成锂离子在电池中高效地传递能量,进而为各种电器提供动力。
  • 路灯的橘黄色光:钠灯的橘黄色光正是钠的电子在3s和3p能级间跃迁的结果
  • 光合作用:面包的材料、咖啡豆和蔬菜的生长都离不开光合作用,这也是一个基于量子的过程。

进入办公室后,量子力学仍然无处不在。空调中的工质通过氢键的反复断裂和重建调节温度;电脑处理器内上亿个晶体管和显示屏中的LED灯板,都是量子力学能带理论的直接产物。

甚至人们每一句话的传播速度,都受到了量子力学能量分立的影响;而每个思维的跳跃,都伴随着成千上万的钙离子通过复杂的生化反应进入神经元。

傍晚走在大街上,感受氩气等惰性气体被电流点亮后形成的五彩霓虹灯光。而正在小酌的人会注意到红酒的挂壁现象,这正是由于水分子通过氢键形成较强的表面张力所致。水中氢键的强度还限定了地球上树木的高度——在蒸腾作用下,氢键形成的锁链有助于抗衡引力,将水从根部输送到树冠。

此时,远方的天空中,电磁扰动下的氮气和氧气闪烁着红绿色光与蓝色光,这就是极光。张朝阳解释道,极光的产生源自地磁场对太阳风的屏蔽作用。一般磁场的形成与电流的运动密切相关,而铁磁性的形成是深刻的量子力学现象。大量铁原子聚集形成磁畴,一致排列的磁畴产生了宏观的磁场。

张朝阳提到,核磁共振(MRI)技术则是我们日常生活中与强磁场接触的一个典型例子。核磁共振利用超导线圈产生比地磁场强三万倍的磁场,通过分析氢核自旋变化进行成像,是目前最先进的医学成像技术之一。

晚上回到家中,张朝阳还给出了一些生活实用小建议。他建议晚上及时清洗衣物并保持开窗通风,以避免油点和污渍通过扩散效应渗入衣物中,留下难以去除的痕迹。保持开窗通风则能降低室内氡气的浓度,这种放射性气体长期积聚会对健康造成影响。特别是,氡气在量子隧穿效应的帮助下辐射出α粒子,进入人体内将增加患肺癌的风险。

理解量子力学就理解了世界

在更广阔的宇宙背景下,张朝阳提到,量子力学正在帮助我们破解宇宙的奥秘。通过光谱分析,科学家可以识别不同星体的元素,甚至通过谱线的红移计算星体的远离速度。从而揭示了宇宙正在膨胀。量子力学带来的定量定律和预测能力,正在改变我们对宇宙的认识。

张朝阳感慨道,我们要对人类的智慧感到骄傲,使我们拥有了智慧,拥有了思考能力,知道世界是如此的情况。

智慧

相比宇宙人类微不足道

量子力学不仅让我们理解了物质的构成,也让我们看到我们在宇宙中的渺小。1990年,旅行者号探测器拍摄了著名的“蓝色弹珠”照片,地球在照片中只是一个微不足道的蓝色小点。这让我们意识到,在浩瀚的宇宙中,人类只是微不足道的一部分。

化学键

张朝阳表示,理解量子力学,就理解了世界的本质和人类在宇宙中的位置。这将给我们带来谦卑和敬畏之心,让我们更加珍惜地球和我们共同的家园。

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