量子系列的文章,是第3类人H用量子视角带你看到量子力学里的现象,以及它传递的世界真相和宇宙智慧,从而让更多的人感受到心灵的觉醒,帮助大家活成自己想要的模样。
一、人人都应该学习量子力学
上一期我们讲了量子力学是非常诡异的。
一方面,在量子世界里,穿墙术是常规操作。另一方面,电子也不听话,它居然能同时出现在各个地方,真不让人省心。
正是因为量子力学非常诡异,又非常晦涩难懂。所以,很多朋友宁愿不学量子力学。
“量子力学,跟我的生活又没什么关系,我干嘛要学它。”
很多人都是这么想的。
这么想也没毛病。想当初,量子力学把我们的天才爱因斯坦也是折磨地死去活来的。爱因斯坦老爷爷到死都不想承认量子力学。他给量子纠缠起了一个名字叫ERP佯谬+鬼魅般的超距作用。因为量子力学,爱因斯坦跟玻尔在学术圈大开杀戒,一碰面,就用各种各样的思想实验斗来斗去。
所以,不钻研物理的人,不想学习量子力学,这件事儿一点毛病都没有。
但是,今天我要告诉你,你还真不能这么想。我会建议你学习量子力学,它可以让你从日常困扰中,突然升华。从此,你不必过得那么辛苦,生活就跟玩儿似的。
二、量子力学,源自生活
量子力学,真的是最最底层的学科。它来源于生活,又反哺我们的生活。
这句话怎么理解呢?
一开始,物理学家也万万没想到自己会打开潘多拉的盒子。当时,大家都认为物理学已经接近完美了,再研究下去,也就是把小数点后面的数值补补齐的事儿。
但是,我们对生活多么好奇呀。我们即便知道,万事万物都是由原子构成的,但我们忍不住对着生活中的自然现象追问下去。
比如,世界上的东西都是由什么组成的?这个问题,大家都知道答案。我们高中学过了,物质都是由原子构成的。OK,那既然物质都是由原子构成的,那原子还能再被分解吗?原子又是由什么构成的?问到这里,大家不得不去思考,原子的结构了。因为,从元素周期表来说,这么多元素,它们的原子都不一样呀!由于原子看不见摸不着,我们只能先对原子的模型进行一些猜想。于是,就有了葡萄干模型、有了原子轨道模型,等等。又比如,我们日常肉眼可见的光又是什么?光,和我们朝夕相处,但是没有任何人回答得上来,光是一种什么样的物质?为什么光可以不需要借助任何介质,就可以传播?
这些问题,都是肉眼可见的。大家都每天跟光朝夕相处,但是就是不知道它是什么,这怎么可以忍受呢?
因此,一切的一切,都是从生活出发,只是没想到,这艘船驶进了加勒比海,此处地势险恶,要额外小心。
三、量子力学,拿到了对这个世界的解释权
发展到今天,量子力学几乎已经拿到了对这个世界的解释权。
比如,上一期讲的,你如果对着墙壁打一拳,你的手很疼,这件事情,一层一层地追问下去,也会追溯到量子力学。也就是说,在我们这个物质世界里,你从任何一个你日常生活里的自然现象出现,层层追问下去,就一定会问到量子力学的领域来。所以,我经常说,数学和物理构筑了整个人类认知体系的底层。而量子力学,就是底层的底层。就目前人类所知道的全部自然科学知识,除了广义相对论,其他的全部都汇集到了量子力学这里,犹如下面这张图。
因此,你如果要跟上对这个世界的认知,就得好好学习一下量子力学。否则,你的认知会开始,以一定的速度,稳步地落后于人类的平均水平。
量子力学,解决了宇宙万物的绝大部分秘密。这些问题,其实几千年前,就有人问了。只不过,当时的科学技术远远不足以解答这些问题。一直到一百年前,我们才有足够的技术和数学工具来解答这些问题。这么看来,我们生活在这个时代,是多么的幸运,我们这是吃了人类集体智慧发展的红利,要好好珍惜。
四、差点儿我们就放弃了对宇宙的终极发问
上面这些,我们是从“认识世界”的角度来讲的。也就是说,量子力学,如何解释这个世界的各种现象,从而帮助我们更好地认识我们这个赖以生存的世界,如何更好地理解我们朝夕相处的环境与自然。
在解释的过程中,我们屡次遭受各种各样的挫折。我们始终得不到终极答案,却又束手无策,还死不甘心。
也有物理学家持这样的一个观点,他们说,我们不非得把这个世界搞得明明白白的,我们的这个只是体系,只要可以为我们所用就行了。我们只需要了解一些自然现象,然后利用这些知识,做出应用和工程,就可以了。
确实,在应用和工程领域,量子力学已经渗透进了我们生活的方方面面。
这也是为什么我会说,量子力学,源自生活,又反哺生活。
五、量子力学,归于生活
就是随着我们对微观世界的诡秘行为进行研究的过程中,物理学操纵日常世界的能力是越来越强的。量子力学不仅解释了量子世界的一些奇特的现象,也给我们的日常生活带来了很多的应用。
说几个常见的量子应用。比如激光、电子显微镜、智能手机、医院里已经广泛使用的磁共振医学图像显示技术,都运用了量子力学的原理和效应。
我们对激光其实并不陌生,从激光笔、激光手术医疗,到照明和娱乐,尤其是制造业,到处都是激光的影子。
各种激光器的开发,还催生了现代电子学和光学通信,促成了信息革命。
激光是一种相干光,它高强度、单色,不像普通光那样杂乱无章,因此在很多方面都有重大作用。
如果没有量子力学,科学家就无法精准计算受激辐射,也难以发明激光。
当我们明白了原子是怎么回事儿之后,我们能精确推演日常世界的大部分自然现象了。我们能精准地测量,甚至能操纵单个原子。我们解开了原子核的秘密,制造了原子弹,建造了核电站。
我们深入理解了固体物理学,发明了半导体和计算机芯片。虽然你无法直观地看见量子力学中的电子这个主角,但你每一天都在把量子力学的应用成果装进口袋、捧在手里,甚至连睡觉时也会把它放在枕边。对的,就是你的手机。
量子力学,是这个世界的底层逻辑,哺育了几乎所有的现代先进科技。
这也正是所谓,认知升级决定了能力升级。
因此,量子力学,离我们的生活并不遥远。它渗透我们生活的方方面面。
六、感恩生于当代,我们还有机会
我们是幸运的。
在最早期的时候,曾有长达30年之久的时间里,绝大多数物理学家都认为,继续探索量子力学的秘密是徒劳的。人们对量子力学秘密的探索,接近于沉寂。很多物理学家开始认为,我们是无法穷尽最终极的秘密的,就止步于应用和工程吧。
好在我们生得晚,还有机会看到这场探索的后续进展。从20世纪六七十年代开始,又有人提出了新的假说,继续探索量子力学背后的诡秘之主。对这个秘密的探索,现在又活跃起来了。
七、抓住量子,升级世界观
还有一个值得提出来的部分是,量子力学也在逐渐改变人类的精神世界,在改变大家对这个世界的认知,改变着我们的世界观。
世界是什么样子,世界为什么是这个样子,我们的世界从哪里来,到哪里去,等等。自从量子力学的出现,这些问题的答案都变得不确定,变得指向了我们超越我们常识的一面。
因此,学习量子力学,也是你升级自己世界观的一次机会,帮你提升境界,打开格局,透过表象看本质。
总而言之,人人都应该学习量子力学,这个源自生活,又归于生活的最为本质的学科。