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发表于 2019-5-16 21:38:33
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万物背后的量子真相
假如今天在科学家中间进行一项民意调查,问他们什么是整个科学领域最成功、影响最深远、最重要的理论,答案可能会取决于你所问的科学家是在非生物科学领域还是生物科学领域。绝大多数生物学家认为达尔文的自然选择进化论是人类有史以来最意义深远的理论,而一个物理学家则更倾向于认为量子力学理论才应该占据科学中的首要位置,因为量子力学构筑了大部分现代物理学与化学的基石,揭示了宇宙的基本构成单位,并向人类展现了一幅非凡的宇宙全景。确实,如果没有量子力学的解释,我们目前对世界如何运转的大部分看法都不能成立。 几乎每个人都听说过“量子力学”,不过,认为“量子力学是一门艰深而难以理解的科学,只有极小部分非常聪明的人能够理解它”的想法一直很普遍。但事实是,从20世纪早期开始,量子力学就已经成了我们所有人生活的一部分。量子力学在20世纪20年代中期发展为一种解释极小世界(现称微观世界)的数学理论。原子构成了我们眼睛所见的一切事物,而量子力学描述了原子的行为以及构成这些原子的更小粒子的性质。比如,通过描述电子运动所遵循的规则以及电子在原子内部如何安排自己的行为,量子力学奠定了整个化学、材料科学甚至电子学的基础。不仅如此,过去半个世纪中大多数技术进步都以量子力学的数学规则为核心。 如果没有量子力学对电子如何在材料中穿梭的解释,我们就无法理解半导体的行为;而半导体又是现代电子学的基础,如果没有对半导体的理解,我们就无法发明出硅晶体管,以及后来的微芯片及现代计算机。这样的例子不胜枚举:没有量子力学对我们知识的提升,就不会有激光,也就没有CD、DVD或是蓝光影碟播放器;没有量子力学,我们就不会有智能手机、卫星导航或是核磁共振成像扫描仪。事实上,有估计称,如果没有我们对量子世界中力学原理的理解,发达国家超过1/3的国内生产总值将无法实现。 这才仅仅是个开始。在有生之年,我们十有八九会见证一个量子时代到来。那个时候,人类可以从激光驱动的核聚变中获得近于无限的电能;分子级别的人造机器会在工程、生化及医药领域帮助人类完成大量的任务;量子计算机将开始提供人工智能;从前只在科幻作品中出现的远距传物技术将很有可能成为信息传递的常规方式。发端于20世纪的量子革命将在21世纪持续加速,以不可想象的方式改变我们的生活。以上引自《神秘的量子生命》一书
意识属于生物电现象,交叉点在量子力学吧。 |
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