什麼是量子力學——物理學家曹則賢2020跨年科學演講

2021-01-11 悟境老師

什麼是量子力學

「量子」這個詞從字面意思理解就是我們在談論一個小的量。當我們談論 「量子」的時候,實際上談論的這個量是接近了一個存在它的最基本單元。所以當我們談論一個物理量的數量已經接近它的最基本單元的時候,那麼你每一個數字的使用都要特別小心,要採取一種新的哲學,這就是量子最基本的東西。

首先給大家講講什麼叫量子吧!量子這個概念,從中文的字面意思來說, 「量」就是數量, 「子」就是個小詞。當我們說桌子、椅子的時候,實際上是說這是個小物件。所以量子這個詞本身字面上的意思是說,我們在談論一個小的量。

當我們談論一個Quantum的時候,實際上是說你在談論一個量,談論它的多少。Quantum這個詞就是原樣的出現在現代英語裡面。當我們說Quantum of Rainfall的時候,翻譯成漢語就是降雨量。Quantum在英語裡就簡單地是量的意思。Quantum of Rainfall是降雨量,Quantum of Solace就是舒適度或安全度的意思。

那麼什麼叫舒適度和安全度呢?我們大家都還記得中國的武俠小說裡。當一個武林高手到餐館吃飯的時候,他首先要評估一下環境裡面的安全程度,就是看有沒有別的高手。然後你會發現,當他評估完了以後,武林高手一般會選擇背靠著牆,側面有窗戶的這樣一個位置。因為背靠牆,後面不會被攻擊,所以安全度就高。側面有窗戶,一旦再來有新的沒評估到的危險,他從窗戶能溜。所以說,武俠高手進到一個地方,首先要評估那個地方的Quantum of Solace。

《什麼量子力學》跨年科學演講

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007系列的一個電影名字就叫《Quantum of Solace》。它實際上是講,007作為一名特別優秀的特工。他到任何環境裡面,首先會本能地去評估這個環境的安全程度,他應該能嗅出這兒空氣裡的危險。你會發現很有意思,這個電影傳到中國的時候,我們的翻譯者就沒去理解Quantum of Solace這個詞本身的意思。可能就是憑藉字典,因為漢語裡我們常常遇到Quantum就隨便翻譯成量子了,所以這個電影就被翻譯成了「量子危機」。可是你從量子危機的角度來理解,你根本就不知道它在說什麼。實際上人家的名字就是「安全度」。告訴你007作為一名優秀的特工他所具有的品質,隨時評估環境裡面的安全度,嗅出空氣裡的危險,這才是它的本意。

當我們談論 「量子」的時候,實際上談論的這個量是接近了一個存在它的最基本單元。而談論的量比較少的時候,這時候你會發現你處理問題的方式,或者用個比較高尚的詞說,就是你採用的哲學,就完全變了。舉一個簡單的例子,就是當我們談論的一個量非常非常大的時候,我們常常會忘了它有基本單元。比方說,我們的人民幣,它的基本單元是一分。而我們國家現在的GDP,我不太清楚具體是多少,就算是50萬億人民幣吧,這個數字很大。如果說去年的GDP增加了6.782%。那麼6.782%乘上50萬億這樣一個大的數字,得出的結果你不管它是真是假,但至少從數字本身上面來看它沒什麼問題。我們再換一個量,比方說,我們談論一個單位去年工資增加了多少。可能工資提檔的時候就五檔。如果我們說誰的工資增加了10.82%。那麼10.82%這個數字本身可能沒問題,但是可能就不存在這個10.82%。因為工資就那五檔,對應五個數字,所以10.82%到底對不對呢?就存疑。

而如果我們談論的問題,更加接近它的基本單元的時候。我們對某些數字的選擇,談論這個數字的時候你就要特別嚴肅。就是說它會遵循另外一套哲學。比方說,我常舉的例子就是我們談論家庭人口的增加。我們知道人的基本單元就是一個人。而我們的家庭人口呢,一口人、兩口人、三口人、四口人、五口人,十口人就算大家庭了,對吧?那麼這個時候,如果我們說誰的家庭人口去年增加了7.21%,你會發現這句話就很混帳,對吧!這說明什麼呢?這說明當我們談論一個物理量,這物理量比如說是家庭人口的時候,這個談的數量已經接近它的最基本單元了。那麼你每一個數字的使用都要特別小心,你要採取一種新的哲學,這就是量子最基本的東西。

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