科普時報記者 陳杰
“在2025年的前一個小時，我們還在計算，看來2025年是動腦子的一年。”
12月31日晚上10點，搜狐創始人、物理學博士張朝陽以普通人一天的經歷，生動演繹了量子力學在生活和現代技術中的廣泛應用。這場連續3小時的直播跨年演講，以現代物理學的支柱之一——量子力學，為公眾帶來一場別樣的科學跨年夜。
被量子力學“支配”的一天
“每天睜開眼，第一縷陽光來自太陽表面的黑體輻射?！睆埑栒f，太陽的量子特性決定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范圍內，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，空調通過氫鍵的反復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復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后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，這正是由于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”有助于抗衡引力，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。
張朝陽說，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?！昂舜殴舱瘢∕RI）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，張朝陽建議這時可以及時清洗衣物并保持開窗通風，以避免油點和污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?！?/p>
理解量子力學就理解了世界
在更廣闊的宇宙背景下，量子力學正在幫助我們破解宇宙的奧秘。
張朝陽說，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。甚至于知道恒星的末期，它們正借助量子力學中的費米子簡并壓“拼死一搏”。當簡并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，它將歷經爆炸，或者燃燒殆盡，或者形成黑洞殘留在宇宙間。
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。它們的能源來源于量子力學，利用钚核衰變的射線加熱金屬并轉化為電能，推動飛船繼續前進?！鞍丛O計壽命，2025年旅行者號將會耗盡最后一點能量，從此中斷與人類聯系。也許數萬年之后，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?！?/p>
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?！皼]有量子力學，世界將是無序的灰燼?！睆埑栒f。
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