為什麼要學習量子力學?有功利的和非功利的兩種答案。
好奇心是現代思維的一個典型特徵。擺脫經世致用的桎梏,降低直接應用的考量,好奇心有可能更多地為人類福祉做貢獻。原哈佛大學的校長陸登庭說:「如果沒有好奇心和純粹的求知慾為動力,就不可能產生那些對人類社會具有巨大價值的發明創造。」
想像力比知識更重要。知識是有限的,而想像力概括著世界上的一切。想像力能夠打破思想的禁錮,推動人類社會進步。想像力是知識進化的源泉,沒有一種心理機能,能比想像更能深化人類對世界的認識。想像力不是天生的,需要後天培養。學習量子力學,可以打破經典物理的條條框框,培養一個人的想像能力。
好奇心是想像的驅動力。奇妙的微觀量子世界,違背直覺,顛覆常識,人類現有的想像力根本不夠用。科普量子科學知識,無疑是極有價值的科學啟蒙教育。
好奇心是人的天性,它總是驅使著人們去追問各種各樣的問題。我們總喜歡追問:自己從哪裡來又將到哪裡去?世界是怎麼產生的,它為什麼會是這個樣子?很多小孩都會這樣問:媽媽,我是怎麼來到這個世界上呀?這些都是終極問題,很難回答。也正是這種尋根問底的好奇心理產生了人對終極關懷的需要。量子物理學不僅推動了現代社會物質文明的高度發展,而且深刻地影響著人類對宇宙萬物的看法。量子物理將重新解答「世界是什麼」這個靈魂之問。
量子力學是最難以理解、最令人著迷的理論。我們生活在不確定的世界,不確定性讓我們感到恐懼。當然,任何事物都具有兩面性,不穩定性促使我們去創造,促使我們在變革中適應環境。不確定的世界充滿無限奧秘,吸引著人類的好奇心,不斷去探索。不確定的世界沒有絕對真理,留給了人類無限思考的空間,賦予了人類智慧永恆存在的意義。試想,如果宇宙的奧秘都被天才們完全搞清楚了,後人的智慧就只能無所事事,失去了存在的必要和意義。
從功利的角度來說,學習量子力學非常有用。
非專業人士學習量子力學有什麼作用呢?
掌握一定的量子科學知識,一方面可以增加茶餘飯後的談資,顯示自己的高雅;二是可以防止上當受騙。
人類在宇宙之中生活,與量子力學息息相關。跟我們形影不離的手機、居家必備的WiFi、醫院檢查身體的核磁共振儀、做美容或切割的雷射……我們的味覺、嗅覺等感覺器官的運作……恆星內部的核聚變……都是基於量子力學的基本原理。詹姆斯·卡卡廖斯在《量子力學的奇妙故事》一書的引言中說:「量子力學在哪?你不正沉浸於其中嗎。」我們是日用量子力學而不知。
即將走出實驗室進入商用的量子加密通訊和量子計算,必將引發一場信息革命和智能革命。量子時代已經到來,它影響著當下,也將影響未來。誰掌握了量子技術,誰就掌握了人類的未來。
學習量子力學,有說完道不盡的話題。特別是那些有志於搞科幻小說創作的人,學習量子力學更是大有益處。常言道:「遇事不決,量子力學。」參入量子力學元素,不僅可以讓你的作品顯得高深的樣子,而且還可以使原本不符合邏輯的情節一下子柳暗花明。
自從2017年第一顆量子實驗衛星成功發射時空之後,原本深居閨閣的「量子」,罩著神秘的面紗,進入了大眾的視野。
一些狗鼻子靈敏的騙子,打著高科技的幌子,推出量子水、量子吊墜、量子能量石、量子鞋墊、量子波動閱讀……一系列令人眼花繚亂的「量子產品」,到處招搖撞騙。
騙子的手法看起來愚蠢可笑,但凡有點科學常識的人,都不會上當受騙。遺憾的是我們的量子科普沒有及時跟上,導致很多人上了傳銷的賊船。
所以說,即便不是非專業人士,學習掌握一定的量子科學知識,顯得很有必要。
學習量子力學的確很有用,但有的朋友卻不屑於有用或無用的功利追求,認為學習量子力學純粹是為了滿足自己內心的好奇。
哲學出於好奇,科學也一樣。科學家探索自然奧秘,依靠的就是一顆未泯的童心。牛頓發現力學三大定律和萬有引力定律,初心不是為了建設公路橋梁或高樓大廈,更沒有發射人造衛星的設想;麥克斯韋研究電磁力學,發現麥克斯韋方程組,不是為了當電力大王;愛因斯坦發現相對論,沒有去星際旅行的幻想,也不是為了製造衛星導航系統提供理論支撐,更沒有製造原子彈的野心……所有偉大的科學理論的發現,幾乎與功利無關。
關於量子力學,我要專門講一下量子之父普朗克的故事。
馬克斯·卡爾·恩斯特·路德維希·普朗克,出生於德國荷爾施泰因,德國著名物理學家、量子力學的重要創始人之一,和愛因斯坦並稱為二十世紀最重要的兩大物理學家。
青年時期的普朗克,與其他天才科學家不一樣,他在科學方面沒有特別的天賦,更沒有什麼出類拔萃的表現。反而是在音樂方面很有天賦,他不僅會鋼琴、管風琴和大提琴,而且還會作曲。
進入大學,他面臨專業選擇。
在普朗克生活的年代,自然科學遠不如文學藝術那樣受人追捧。搞科學的沒有搞藝術的吃香。今天也是如此,搞基礎科學研究的,收入可能還不如一個網紅主播。
普朗克知道,比起自己擅長的音樂,科學才是自己內心想要的追求。
深思熟慮之後,他選擇了學習物理學。
這時候,一位好心的物理學教授,勸說普朗克不要學習物理。菲利普·馮·約利教授說:「這門科學中的一切都已經被研究了,只有一些不重要的空白需要被填補。」當時許多物理學家普遍認為,物理學已經建立了起一座輝煌而至善的大廈,後來人不會有什麼大作為,頂多只是做一些裝飾修補的工作而已。
普朗克也應當知道當時的物理學發展狀況。
菲利普·馮·約利教授畢竟是肺腑之言,普朗克當時很感動。
普朗克也對菲利普·馮·約利教授說出了自己的真心話:「我並不期望發現新大陸,只希望理解已經存在的物理學基礎,或許能將其加深。」柏拉圖說過:哲學起源於驚異。科學發現無關功利,源於內心的好奇。正是這種單純的好奇心,普朗克義無反顧地選擇了自己當時並不擅長的物理學。中國古代的賢人先哲也說:「淡泊以明志,寧靜以致遠。」特別是基礎科學的研究,急功近利是大忌。這裡無意對現實社會作批判,只是想說,如果喜歡,你就需要捨棄。
1874年,普朗克在慕尼黑開始了他的物理學學業,並很快就把研究轉向了理論物理學。
19世紀末,歐洲工業迅猛發展。能源作為剛需,關於能量的研究,無論是政府、企業還是學界都很重視。開發新能源、節約能源成為研究的時代主題。例如,要製造出一盞耗電少卻又發光多的電燈,就得掌握電能的運行規律。普朗克早期的研究領域主要是熱力學,與當時的時代背景相關。
從1896年開始,普朗克對熱輻射進行了系統的研究。經過幾年艱苦努力,終於導出了一個和實驗相符的公式,就是著名的黑體輻射公式。
1900年12月14日,在德國物理學會的例會上,普朗克激動地闡述了自己最驚人的發現:為了從理論上得出正確的輻射公式,必須假定物質輻射(或吸收)的能量不是連續地、而是一份一份地進行的,只能取某個最小數值的整數倍。
一個輻射頻率是ν的能量的最小數值為:ε=hν。普朗克把「h」叫做基本作用量子,後來被命名為普朗克常數。量子化概念的提出,標誌著物理學從「經典毛毛蟲」蛻變成「現代蝴蝶」,揭開了舊量子論與量子力學的序幕。
1900年12月14日,成為了量子紀念日。這個特別的日子,值得我們這些量子科學愛好者記住。
1918年,普朗克因此而獲得了諾貝爾物理學獎。他回憶說:當時就「一個純公式的假說,我其實並沒有為此思考很多。」
1947年10月4日,普朗克逝世,享年89歲,安葬在哥庭根市公墓內。墓碑上只有他的名字和一行字:h=6.63×10^-34J·S。
普朗克把自己一生的心血,奉獻給了自己心愛的科學。
中國人最先發明了火藥,但只滿足於火藥的爆炸功能,去製造煙花爆竹。如果當時的人們,能夠在好奇心的驅使下,對背後的基本原理進行刨根問底,完全有可能發展出化學,甚至物理學來。
科學是人類發展的原動力,它轉化為實際價值的周期很長,急功近利的浮躁心態肯定做不來。功利性或許也是中國為什麼沒有產生現代科學的原因之一。中國人的功利心並沒有因為時代的進步而顯著地消逝。這句話很難聽,但現實依然如故。今天,無論是走進書店,還是打開網絡,各種成功學都會撲面而來。很多人關注的是如何快速成功,張口必言「風口」、「紅利」、「模式」,等等。
孔子說:「知之者不如好之者,好之者不如樂之者。」好奇心是創新的源泉。好奇心不僅只是適用於科學研究,哲學、文學、藝術,等等,都需要好奇心的推動。沒有好奇心,知識面就會越來越狹窄,有了好奇心才會去鑽研,才會學到更多的知識。
居裡夫婦和貝克勒爾由於對放射性的研究而共同獲得1903年度諾貝爾物理學獎 ,又因發現元素釙和鐳再次獲得1911年度諾貝爾化學獎,成為世界上第一個兩獲諾貝爾獎的人。很多人都說居裡夫人很偉大,很有毅力。居裡夫人謙虛而真誠地說道:「其實我就是特別好奇,好奇得上癮。」人類智慧的進化,源於好奇心的驅使。正是因為自然奧秘的無限存在,才驅使人類的心靈探索不止。
好奇心是現代思維的一個典型特徵。擺脫經世致用的桎梏,降低直接應用的考量,好奇心有可能更多地為人類福祉做貢獻。原哈佛大學的校長陸登庭說:「如果沒有好奇心和純粹的求知慾為動力,就不可能產生那些對人類社會具有巨大價值的發明創造。」
想像力比知識更重要。知識是有限的,而想像力概括著世界上的一切。想像力能夠打破思想的禁錮,推動人類社會進步。想像力是知識進化的源泉,沒有一種心理機能,能比想像更能深化人類對世界的認識。想像力不是天生的,需要後天培養。學習量子力學,可以打破經典物理的條條框框,培養一個人的想像能力。
好奇心是想像的驅動力。奇妙的微觀量子世界,違背直覺,顛覆常識,人類現有的想像力根本不夠用。科普量子科學知識,無疑是極有價值的科學啟蒙教育。
好奇心是人的天性,它總是驅使著人們去追問各種各樣的問題。我們總喜歡追問:自己從哪裡來又將到哪裡去?世界是怎麼產生的,它為什麼會是這個樣子?很多小孩都會這樣問:媽媽,我是怎麼來到這個世界上呀?這些都是終極問題,很難回答。也正是這種尋根問底的好奇心理產生了人對終極關懷的需要。量子物理學不僅推動了現代社會物質文明的高度發展,而且深刻地影響著人類對宇宙萬物的看法。量子物理將重新解答「世界是什麼」這個靈魂之問。
量子力學是最難以理解、最令人著迷的理論。我們生活在不確定的世界,不確定性讓我們感到恐懼。當然,任何事物都具有兩面性,不穩定性促使我們去創造,促使我們在變革中適應環境。不確定的世界充滿無限奧秘,吸引著人類的好奇心,不斷去探索。不確定的世界沒有絕對真理,留給了人類無限思考的空間,賦予了人類智慧永恆存在的意義。試想,如果宇宙的奧秘都被天才們完全搞清楚了,後人的智慧就只能無所事事,失去了存在的必要和意義。
即將走出實驗室進入商用的量子加密通訊和量子計算,必將引發一場信息革命和智能革命。量子時代已經到來,它影響著當下,也將影響未來。誰掌握了量子技術,誰就掌握了人類的未來。
人類在宇宙之中生活,與量子力學息息相關。跟我們形影不離的手機、居家必備的WiFi、醫院檢查身體的核磁共振儀、做美容或切割的雷射……我們的味覺、嗅覺等感覺器官的運作……恆星內部的核聚變……都是基於量子力學的基本原理。詹姆斯·卡卡廖斯在《量子力學的奇妙故事》一書的引言中說:「量子力學在哪?你不正沉浸於其中嗎。」我們是日用量子力學而不知。
掌握一定的量子科學知識,一方面可以增加茶餘飯後的談資,顯示自己的高雅;二是可以防止上當受騙。
非專業人士學習量子力學有什麼作用呢?
從功利的角度來說,學習量子力學非常有用。
為什麼要學習量子力學?有功利的和非功利的兩種答案。
居裡夫婦和貝克勒爾由於對放射性的研究而共同獲得1903年度諾貝爾物理學獎 ,又因發現元素釙和鐳再次獲得1911年度諾貝爾化學獎,成為世界上第一個兩獲諾貝爾獎的人。很多人都說居裡夫人很偉大,很有毅力。居裡夫人謙虛而真誠地說道:「其實我就是特別好奇,好奇得上癮。」人類智慧的進化,源於好奇心的驅使。正是因為自然奧秘的無限存在,才驅使人類的心靈探索不止。
孔子說:「知之者不如好之者,好之者不如樂之者。」好奇心是創新的源泉。好奇心不僅只是適用於科學研究,哲學、文學、藝術,等等,都需要好奇心的推動。沒有好奇心,知識面就會越來越狹窄,有了好奇心才會去鑽研,才會學到更多的知識。
科學是人類發展的原動力,它轉化為實際價值的周期很長,急功近利的浮躁心態肯定做不來。功利性或許也是中國為什麼沒有產生現代科學的原因之一。中國人的功利心並沒有因為時代的進步而顯著地消逝。這句話很難聽,但現實依然如故。今天,無論是走進書店,還是打開網絡,各種成功學都會撲面而來。很多人關注的是如何快速成功,張口必言「風口」、「紅利」、「模式」,等等。
中國人最先發明了火藥,但只滿足於火藥的爆炸功能,去製造煙花爆竹。如果當時的人們,能夠在好奇心的驅使下,對背後的基本原理進行刨根問底,完全有可能發展出化學,甚至物理學來。
普朗克把自己一生的心血,奉獻給了自己心愛的科學。
1947年10月4日,普朗克逝世,享年89歲,安葬在哥庭根市公墓內。墓碑上只有他的名字和一行字:h=6.63×10^-34J·S。
1918年,普朗克因此而獲得了諾貝爾物理學獎。他回憶說:當時就「一個純公式的假說,我其實並沒有為此思考很多。」
1900年12月14日,成為了量子紀念日。這個特別的日子,值得我們這些量子科學愛好者記住。
一個輻射頻率是ν的能量的最小數值為:ε=hν。普朗克把「h」叫做基本作用量子,後來被命名為普朗克常數。量子化概念的提出,標誌著物理學從「經典毛毛蟲」蛻變成「現代蝴蝶」,揭開了舊量子論與量子力學的序幕。
1900年12月14日,在德國物理學會的例會上,普朗克激動地闡述了自己最驚人的發現:為了從理論上得出正確的輻射公式,必須假定物質輻射(或吸收)的能量不是連續地、而是一份一份地進行的,只能取某個最小數值的整數倍。
從1896年開始,普朗克對熱輻射進行了系統的研究。經過幾年艱苦努力,終於導出了一個和實驗相符的公式,就是著名的黑體輻射公式。
19世紀末,歐洲工業迅猛發展。能源作為剛需,關於能量的研究,無論是政府、企業還是學界都很重視。開發新能源、節約能源成為研究的時代主題。例如,要製造出一盞耗電少卻又發光多的電燈,就得掌握電能的運行規律。普朗克早期的研究領域主要是熱力學,與當時的時代背景相關。
1874年,普朗克在慕尼黑開始了他的物理學學業,並很快就把研究轉向了理論物理學。
普朗克也對菲利普·馮·約利教授說出了自己的真心話:「我並不期望發現新大陸,只希望理解已經存在的物理學基礎,或許能將其加深。」柏拉圖說過:哲學起源於驚異。科學發現無關功利,源於內心的好奇。正是這種單純的好奇心,普朗克義無反顧地選擇了自己當時並不擅長的物理學。中國古代的賢人先哲也說:「淡泊以明志,寧靜以致遠。」特別是基礎科學的研究,急功近利是大忌。這裡無意對現實社會作批判,只是想說,如果喜歡,你就需要捨棄。
菲利普·馮·約利教授畢竟是肺腑之言,普朗克當時很感動。
普朗克也應當知道當時的物理學發展狀況。
這時候,一位好心的物理學教授,勸說普朗克不要學習物理。菲利普·馮·約利教授說:「這門科學中的一切都已經被研究了,只有一些不重要的空白需要被填補。」當時許多物理學家普遍認為,物理學已經建立了起一座輝煌而至善的大廈,後來人不會有什麼大作為,頂多只是做一些裝飾修補的工作而已。
深思熟慮之後,他選擇了學習物理學。
普朗克知道,比起自己擅長的音樂,科學才是自己內心想要的追求。
在普朗克生活的年代,自然科學遠不如文學藝術那樣受人追捧。搞科學的沒有搞藝術的吃香。今天也是如此,搞基礎科學研究的,收入可能還不如一個網紅主播。
進入大學,他面臨專業選擇。
青年時期的普朗克,與其他天才科學家不一樣,他在科學方面沒有特別的天賦,更沒有什麼出類拔萃的表現。反而是在音樂方面很有天賦,他不僅會鋼琴、管風琴和大提琴,而且還會作曲。
馬克斯·卡爾·恩斯特·路德維希·普朗克,出生於德國荷爾施泰因,德國著名物理學家、量子力學的重要創始人之一,和愛因斯坦並稱為二十世紀最重要的兩大物理學家。
關於量子力學,我要專門講一下量子之父普朗克的故事。
哲學出於好奇,科學也一樣。科學家探索自然奧秘,依靠的就是一顆未泯的童心。牛頓發現力學三大定律和萬有引力定律,初心不是為了建設公路橋梁或高樓大廈,更沒有發射人造衛星的設想;麥克斯韋研究電磁力學,發現麥克斯韋方程組,不是為了當電力大王;愛因斯坦發現相對論,沒有去星際旅行的幻想,也不是為了製造衛星導航系統提供理論支撐,更沒有製造原子彈的野心……所有偉大的科學理論的發現,幾乎與功利無關。
學習量子力學的確很有用,但有的朋友卻不屑於有用或無用的功利追求,認為學習量子力學純粹是為了滿足自己內心的好奇。
所以說,即便不是非專業人士,學習掌握一定的量子科學知識,顯得很有必要。
騙子的手法看起來愚蠢可笑,但凡有點科學常識的人,都不會上當受騙。遺憾的是我們的量子科普沒有及時跟上,導致很多人上了傳銷的賊船。
一些狗鼻子靈敏的騙子,打著高科技的幌子,推出量子水、量子吊墜、量子能量石、量子鞋墊、量子波動閱讀……一系列令人眼花繚亂的「量子產品」,到處招搖撞騙。
自從2017年第一顆量子實驗衛星成功發射時空之後,原本深居閨閣的「量子」,罩著神秘的面紗,進入了大眾的視野。
學習量子力學,有說完道不盡的話題。特別是那些有志於搞科幻小說創作的人,學習量子力學更是大有益處。常言道:「遇事不決,量子力學。」參入量子力學元素,不僅可以讓你的作品顯得高深的樣子,而且還可以使原本不符合邏輯的情節一下子柳暗花明。