一本漫畫,讓你輕鬆看懂量子物理!

2020-12-05 齊魯壹點

一提起量子物理,相信很多讀者都會一頭霧水。可能會想起那隻被關在密封盒子裡、有著生與死兩種疊加狀態貓咪的思想實驗;

△ 貓貓又做錯了什麼(圖片來源於網絡)

又或許在欣賞的科幻作品時,創作者一遇到無法解決的困境或者難以解釋的死局,總會拋出一句 遇事不決,量子力學

△ 羅素兄弟在創作《復仇者聯盟》時巧妙地融入了平行宇宙的概念

量子物理作為物理學的分支學科,著眼於對微觀系統的研究,它與相對論共同構成了現代物理學的基礎。而在實踐方面,計算機、化學等方向又因為量子理論而有了飛躍性的發展。

△ 1927 年,索爾維會議在比利時召開,愛因斯坦、居裡夫人、玻爾、海森堡等等著名物理學家出席,這次會議確立了量子物理的理論基礎。照片中的 27 位物理學家中,有 19 位先後獲得了諾貝爾獎

最近幾年,科幻電影、小說屢屢涉及平行宇宙、時空穿梭等情節,這讓量子物理再次引起廣泛的討論。但卻因為該領域太過抽象,所討論的問題太過深奧,讓不少人敬而遠之。

△ 因為有著平行宇宙的理論,你可以在另外一個空間看到一個一模一樣的你(圖片來源於網絡)

假如,把量子物理的歷史和知識,畫成一本漫畫,接受起來會不會就簡單的多了?

歡迎來到

量子的神秘世界!

△ 點擊圖片,一起遨遊量子世界!

漫畫家馬蒂厄·布爾尼亞(Mathieu Burniat)並沒有接受過系統物理學的學習,對量子物理更可以說是一無所知。在偶然間,他閱讀了有關量子物理的幾篇文章,其中對於深邃而美麗的宇宙的描述勾起了布爾尼亞的好奇心。想起童年時在繁星下,它們一起討論物體理論的那些夜晚,他決定創作一本有關量子力學的漫畫。

△ 馬蒂厄·布爾尼亞

布爾尼亞想方設法聯繫上了蒂博·達穆爾(Thibault Damour),一位資深的法國理論物理學家,並將他的想法傾訴給達穆爾並期待得到一些建議。

蒂博·達穆爾是法國著名的理論物理學家,法國高等科學研究院教授,法國科學院院士,他以關於黑洞、脈衝星、引力波和量子宇宙的開創性研究而聞名於學術界。他收穫了很多獎項,其中包括享有盛譽的愛因斯坦科學獎 。

德高望重的達穆爾非但沒有拒絕,而是欣然決定與布爾尼亞共同創作這部科普向漫畫的創作。

△ 圖片來源於網絡

最終,這本由法國科學院院士監督製作,給所有人看的科普漫畫和大家見面了!

鮑勃是一位丁丁式的冒險家。他的狗裡克在一次探月行動中被隕石砸中不幸身亡,他因此而一蹶不振。

但是,在死去小狗的指引下,他進入量子的世界,找到了與裡克重聚的方法。他每遇見一位物理學家,便會經歷一次有驚無險的奇遇,從而展開了一段非凡的旅行!

讓我們一起出發,去遇見發現和創立量子理論的重要人物:普朗克、愛因斯坦、德布羅意、海森堡、薛丁格、玻爾、玻恩、艾弗雷特……聽他們親口告訴我們量子世界的真相!

翻閱這本漫畫時我們不難發現,鮑勃所處的現實顏色是單調和乏味的,但在誤打誤撞進入量子領域後,眼前的世界突然突然變得絢麗多彩。

這些直觀易懂的演示圖形,平易近人地為我們展現了量子世界的奇妙,即便是對量子物理理論一竅不通的讀者也能輕鬆上手理解。

漫畫家布爾尼亞曾在採訪時透露過他創作《量子的神秘世界》創作心得:

Q:外行人看到這個複雜的題目也許就望而卻步了,而專業的物理學家已經了如指掌。這本漫畫最終是畫給誰看的呢?

首先,我們不可能完整地普及量子物理的知識,這本身就是一門非常抽象的學問。誰聲稱完全掌握了它都是一種謊言。對於我而言,這本書是面向所有人的。

△ 男孩與小狗的搭配不禁會令人聯想到《丁丁歷險記》

蒂博·達穆爾告訴我,他讓他九歲的侄兒侄女讀了這本書,這些孩子也從中學到了一些東西。但是,這本書也適合物理學老師,我在籤售的時候遇到過一些物理學老師,他們向我承認並沒有完全看懂書中的內容,這根本不可能完全理解……

我覺得最有意思的地方是,每個人都能從中發現某些東西。你在讀這本書的時候,不用糾結於你不理解的地方。我們生活在一個一切都瞬息萬變,一切都需要迅速理解的世界,但事實是這個世界並不是那麼簡單那麼二元對立的。在閱讀完這本書後能保留一種簡單的情感也是很好的收穫。

Q:您對於這一理論的認識軌跡也跟鮑勃(主人公)一樣嗎?

最大的不同點是,蒂博·達穆爾一上來就教了我整個物理學的歷史,而不僅僅是量子力學的。然後,他講述了我們的這個主題,但是一開始並沒有想到一個具體的劇本。

△ 許多科幻作品中的硬核理論背後都有著名物理學家的加持,上圖為《星際穿越》中,諾貝爾物理學獎獲得者基普·索恩在片場作為科學顧問

我們都意識到,最好的講述這個主題的方式是從發展史的角度來講。我們也同樣發現,物理學家不會抹殺前人所作的貢獻,而是在此基礎上加入新的構想。鮑勃是像你我一樣的物理學新手。唯一的區別是,別人對他講的內容,鮑勃記住得多一點點吧。

△ 物理殿堂上閃耀的群暉,在《量子的神秘世界》中以漫畫形式呈現

Q:書中給出的科學結論並不是白得的,而是全部誕生於嚴密的論證或大量的實驗。您認為這是不是當今教育界所欠缺的東西?

我內心是這樣想的。我來自的學校推行的是德可羅利式的教學方法,鼓勵學生們自主學習。老師讓我們自己做實驗、提問題、相互討論……

通常理論物理學和實驗物理學是非常分裂的,但是這兩個世界之間的對話反而是最有意思的。確定,現在不是所有人都有機會親身體驗量子物理的實驗,這需要龐大的機器、粒子加速器等等。

Q:有一些物理學家對於要簡化與科學相關的事物是持保留意見的。蒂博·達穆爾在這一方面是如何想的?

他的想法正好相反。他對我說, 我們要把這一切都簡化 ,他一開始就告知我,我們不會像我所希望的那樣普及那麼多知識。我們需要在知識的劑量上達成一個共識。

但是,他一開始就非常支持使用漫畫作為載體。我第一次給他打電話的時候,他對我說,他曾經為了一個相同類型的項目聯繫過墨比斯,但是這個項目最終沒有實現。

△ 當然,天馬行空的太空歌劇不需要太多理論支撐(圖片截取自墨比斯《阿扎克》)

他曾經寫過一本書,事後他回想起來,如果給書中的示意圖填上顏色會更便於理解。當我告訴他,在漫畫中一切皆有可能時,他高興壞了。

《量子的神秘世界》就是這樣一本零門檻可進入、輕鬆獲取知識並激發無限好奇心的好漫畫。它為我們打開了量子世界的神秘大門,帶領我們進入一個五光十色的科學世界,更拉近了我們與那些創立量子論的先人們的距離。

讓我們遇見這本漫畫,或許這也是量子世界的暗中安排?

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