张朝阳论人类智慧永存的时空坐标——旅行者号 旅者之恒

科技资讯 2025-01-06 14:34:28 浏览
智慧

从清晨到夜晚:普通人被量子力学支配的一天

在去年首场跨年演讲中,张朝阳推导了 20 世纪最伟大的理论——广义相对论。延续前一年的传统,本次演讲聚焦现代物理学的另一大支柱——量子力学。 张朝阳以生活在量子力学的世界里为主题,结合普通人从早到晚的日常生活,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。 近三个小时的演讲,张朝阳分享了原子的核外电子排布、跃迁发光、量子隧穿等 27 个物理知识点,带领大家走进了一个无处不在、却神秘莫测的微观世界。

睁开眼:太阳的黑体辐射

每天睁开眼,第一缕阳光来自太阳表面的黑体辐射。张朝阳从起床睁眼开始,介绍了太阳的量子特性。 他利用维恩公式,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。

刷牙:锂电池中的量子隧穿

他举例说,起床后的第一件事可能是刷牙,而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,这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:钠灯中的电子跃迁

走出家门,路灯依旧明亮,张朝阳指出,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。

早餐:光合作用中的量子过程

来到早餐店,面包的材料、咖啡豆和蔬菜的成长都离不开光合作用,这也是量子的过程。事实上,量子力学早已渗透到我们生活的方方面面。

办公室:量子力学与电器

走进办公室,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。

城市:霓虹灯和红酒挂壁

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。

天空:极光与磁场

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。

回家:实用生活建议

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。

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、概率和波动性等崭新思想,让我们对物质世界有了全新的认识。

相比宇宙人类微不足道

张朝阳在演讲最后,引用了著名地球蓝点照片,感叹道: “我们居住的地球在浩瀚的宇宙中,只是一个微不足道的蓝色小点。这幅图像让我们意识到,我们和宇宙中其他生命之间的联系,以及保护我们共同的家园的重要性。” 他呼吁大家对人类的智慧感到骄傲,并用科学的力量去探索和理解世界。 张朝阳 旅者之恒

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