点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:张朝阳跨年演讲:没有量子力学,世界将是无序的灰烬
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

张朝阳跨年演讲:没有量子力学,世界将是无序的灰烬

来源:光明网2025-01-02 16:39

  12月31日晚上10点,搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳准时开启2025跨年演讲。他以普通人一天的经历生动演绎了量子力学在生活和现代技术中的广泛应用,连续3小时直播分享了现代物理学的支柱之一——量子力学,带来一场别样的科学跨年夜。

  从普通人经历“量子力学”的一天,讲到1990年“旅行者号”拍摄的著名“地球蓝点”照片,在张朝阳看来,理解了量子力学,就理解了物质的构成,也能够看到我们在宇宙中的渺小。他说,“我们要对人类的智慧感到骄傲,使我们拥有了智慧,拥有了思考能力,知道世界是如此的情况。”

张朝阳跨年演讲:没有量子力学,世界将是无序的灰烬

  从清晨到夜晚 普通人被量子力学“支配”的一天

  去年首场跨年演讲中,张朝阳曾推导了被誉为“二十世纪最伟大的理论”——广义相对论。延续前一年的传统,本次演讲聚焦现代物理学的另一大支柱——量子力学。张朝阳以“生活在量子力学的世界里”为主题,结合普通人从早到晚的日常生活,展示了量子力学如何悄无声息地渗透到我们周围的每个细节。近三个小时的演讲,张朝阳分享了原子的核外电子排布、跃迁发光、量子隧穿等27个物理知识点,带领大家走进了一个无处不在、却神秘莫测的微观世界。

  “每天睁开眼,第一缕阳光来自太阳表面的黑体辐射。”张朝阳从起床睁眼开始,介绍了太阳的量子特性。他利用维恩公式,解释了太阳辐射能量最强部分正好落在我们眼睛能够感知的频率范围内,这也决定了人眼的视力极限。他举例说,起床后的第一件事可能是刷牙,而电动牙刷的刷毛由高分子材料构成,动力来源于锂电池,锂的最外层电子只有一个,这使它能够轻松释放电子,形成锂离子在电池中高效地传递能量,进而为各种电器提供动力。走出家门,路灯依旧明亮,张朝阳指出,钠灯的橘黄色光正是钠的电子在3s和3p能级间跃迁的结果。来到早餐店,面包的材料、咖啡豆和蔬菜的成长都离不开光合作用,这也是量子的过程。

  事实上,量子力学早已渗透到我们生活的方方面面。走进办公室,空调中的工质通过氢键的反复断裂和重建调节温度;电脑处理器内上亿个晶体管和显示屏中的LED灯板,都是量子力学能带理论的直接产物。甚至人们每一句话的传播速度,都受到了量子力学能量分立的影响;而每个思维的跳跃,都伴随着成千上万的钙离子通过复杂的生化反应进入神经元。

  傍晚走在大街上,感受氩气等惰性气体被电流点亮后形成的五彩霓虹灯光。而正在小酌的人会注意到红酒的“挂壁”现象,这正是由于水分子通过氢键形成较强的表面张力所致。水中氢键的强度还限定了地球上树木的高度——在蒸腾作用下,氢键形成的“锁链”有助于抗衡引力,将水从根部输送到树冠。此时,远方的天空中,电磁扰动下的氮气和氧气闪烁着红绿色光与蓝色光,这就是极光。

  张朝阳解释道,极光的产生源自地磁场对太阳风的屏蔽作用。一般磁场的形成与电流的运动密切相关,而铁磁性的形成是深刻的量子力学现象。大量铁原子聚集形成磁畴,一致排列的磁畴产生了宏观的磁场。张朝阳提到,核磁共振(MRI)技术则是我们日常生活中与强磁场接触的一个典型例子。核磁共振利用超导线圈产生比地磁场强三万倍的磁场,通过分析氢核自旋变化进行成像,是目前最先进的医学成像技术之一。

  晚上回到家中,张朝阳还给出了一些生活实用小建议。他建议晚上及时清洗衣物并保持开窗通风,以避免油点和污渍通过扩散效应渗入衣物中,留下难以去除的痕迹。保持开窗通风则能降低室内氡气的浓度,这种放射性气体长期积聚会对健康造成影响。特别是,氡气在量子隧穿效应的帮助下辐射出α粒子,进入人体内将增加患肺癌的风险。

  理解量子力学就理解了世界 相比宇宙人类微不足道

  在更广阔的宇宙背景下,张朝阳提到,量子力学正在帮助我们破解宇宙的奥秘。通过光谱分析,科学家可以识别不同星体的元素,甚至通过谱线的红移计算星体的远离速度。从而揭示了宇宙正在膨胀。量子力学带来的定量方法,是人类探索宇宙的关键工具。

  同时,恒星的演化也离不开量子力学。借助理论计算,我们甚至不止知道太阳已经活了四五十亿年,我们也知道太阳将会继续再活四五十亿年。甚至于知道恒星的末期,它们正借助量子力学中的费米子简并压“拼死一搏”。当简并压与引力能够实现平衡时,恒星将形成相对稳定的白矮星和中子星。否则,它将历经爆炸,或者燃烧殆尽,或者形成黑洞残留在宇宙间。

  演讲中,张朝阳还讲述了NASA发射的“旅行者号”如何借助量子技术探测宇宙。自1977年起,这两艘宇宙飞船就向宇宙深处进发,至今已经飞出了太阳系,在一定的减速后继续以每秒17公里的速度向半人马座航行。它们的能源来源于量子力学,利用钚核衰变的射线加热金属并转化为电能,推动飞船继续前进。1990年,旅行者号回望地球拍下了著名的“地球蓝点”照片,展现了地球在浩瀚宇宙中的渺小。

  “宇宙之大,地球只是一个小点,而地球上的芸芸众生是宇宙小点里更小的点。”张朝阳感慨,“宇宙如此广阔,地球真的是微不足道。应心存敬畏,不要把每个人每天碰到什么事情当回事,因为人生就那么一瞬间就过去了。”按设计寿命,2025年旅行者号将会耗尽最后一点能量,从此中断与人类联系。也许数万年之后,当地球消失的时候,而旅行者号可能会碰到其他星系生物,成为人类智慧文明存在的唯一证明。

  正是量子力学,让世界万物以特定的结构和规律存在,塑造了这个世界周围的一切,从水、空气,到人类自己。没有量子力学,世界将是无序的灰烬。张朝阳称,“我们要为我们人类的伟大而感到骄傲,因为经过几千万年的进化、两百万年的演变以及一万年的农业文明,我们大脑超常发展,使我们拥有了智慧,拥有了思考能力,我们理解了量子力学,我们理解了天下,知道世界是如此的情况。”

  演讲期间当跨年钟声敲响之际,张朝阳为大家送上新年寄语,他建议大家学点心理学能自我调节保持好心情,要每天运动、多吃蔬菜水果;同时要折腾做事情,寻找各种机会;管好现金流、不要负债。“希望大家在2025年都能够有所斩获、有所进步,能够很宽裕地、有成就地、有意义地度过。”

  化学键是构成物质世界的基础 科技将推动人类一往无前

  为了深入理解多彩的世界,理解为何“如果没有量子力学,世界将是一堆灰”。钟声响起后,张朝阳继续分享深究组织结构的基础——化学键的成因。在演讲后半程,他用近1小时简要推导了化学键的成因,用写满五个黑板的数理公式硬核解析物质的基本构成方式。

  要从量子力学的角度理解化学键的成因,首先要掌握玻恩-奥本海默近似。在氢离子分子中,两个原子核的运动与核外电子的运动有明显的差异。玻恩-奥本海默近似通过假定原子核在系统中的位置近似不变,将问题分成两步:第一步求解核外电子的波函数,再利用电子的性质求得关于两个原子核的有效势能再求解。

  利用变分法求得核外电子的波函数后,不难发现核外电子在系统中主要起到“粘合剂”的作用。张朝阳形象地用一个家庭故事来比喻这一过程。他解释道,两个原子核拥有相同的电荷,彼此间存在库伦排斥力,仿佛是一对正处于对抗中的父母。然而,这个家庭中的孩子(电子)则起到了桥梁作用,紧密地将父母联系在一起,确保了家庭的稳定,也就是分子结构的稳定。

  通过精妙的数学运算,张朝阳进一步解释,最终得到的有效势能与两个原子核的间距相关。这个势能曲线有一个最低点,意味着当原子间的距离达到某个临界值时,化学键就会形成。正是有了化学键,我们才得以拥有氧气、水以及其他无数的物质形式。“我们生活的世界,不再是金木水火土,而是元素、分子、金属、蛋白质、DNA,甚至是我们的大脑结构。所有这一切,都是量子力学的结果。”

  在演讲的互动环节,张朝阳还与现场听众探讨了当前科技领域的热点问题,包括AI大模型、量子计算、生命科学以及室温超导等。他表示,在量子力学和材料科学的前沿领域,新的一年有望迎来更多突破,这将为人类社会带来深远的变革。

  此外,针对网络上关于量子力学的“文化炒作”现象,张朝阳希望今天的演讲能给它迎头痛击。他强调,量子力学不仅是抽象的理论,而是通过严密的计算和实验验证的一套科学方法。“量子力学是物理学的一个重要分支,它解释了微观世界的规律,所有的物质构成都遵循这一基本规则。”(鸣耒)

[ 责编:战钊 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 天津“117项目”进入塔冠施工阶段

  • “未来之城”科技点亮智慧生活

独家策划

推荐阅读
实际上本轮废旧手机回收价格上涨并非全品类普涨,不同品牌、型号、配置的废旧手机,涨幅存在显著差异。
2026-03-27 10:14
在博鳌亚洲论坛2026年年会上,一位特殊的嘉宾吸引了大家的目光——博鳌亚洲论坛史上首位数字人嘉宾ViviDora正式亮相。3月25日在博鳌亚洲论坛“人形机器人的进阶与飞跃”分论坛上拍摄的机器人。
2026-03-27 09:25
这些年,中国科技产出持续攀升——高被引论文数全球占比超30%,专利授权量连年位居世界第一。在技术经理人的“撮合”下,马鹏程团队成功在新疆、陕西、宁夏、内蒙古等地的煤化工企业完成前期中试。
2026-03-27 09:23
时间回到10年前,2016年11月15日凌晨3点,中国科学院青年创新促进会学术年会的酒店房间里,武延军与计算所研究员包云岗靠在各自的床头,越聊越兴奋。编译工具链、操作系统内核及关键基础组件等基础软件的适配,是指令集架构的生态底座,它们是所有硬件和应用软件绕不开的“基础设施”。
2026-03-27 09:35
3月26日,在中关村论坛年会—RISC-V生态科技论坛上,中国科学院正式公布在RISC-V关键技术突破、产业协同创新及人才培养领域的系列重要成果,集中发布“香山”开源处理器与“如意”原生操作系统两大重要成果,并正式启动下一代芯片与操作系统的联合研发工作。
2026-03-27 09:33
粤港澳大湾区核心枢纽工程狮子洋通道关键控制性工程——狮子洋大桥实现东、西主塔封顶,转入上部结构施工阶段。
2026-03-27 09:29
26日发布的《自然》增刊《2026自然指数—中国》显示,我国在自然指数中继续居于首位。与两年前发布的上一次《自然指数—中国》增刊(数据区间为2022年8月至2023年7月)相比,多个中国机构的全球排名显著提升。
2026-03-27 09:27
26日6时51分,我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将四维高景二号05、06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-03-27 09:25
全国科学技术名词审定委员会25日发布《关于发布试用人工智能领域名词token中文名“词元”的公告》,决定在综合考量社会各界意见建议的基础上,优先推荐“词元”作为人工智能领域名词token的中文名,并面向全社会发布试用。
2026-03-26 09:23
木卫二是一颗冰封的木星卫星,也是太阳系内最有希望孕育地外生命的地方。“欧罗巴快船”团队认为,他们将发现适宜生命生存的海洋,但除非探测器真正抵达、展开探测,没有人能给出确切的答案。
2026-03-26 09:24
作者:陆俊杰(南通大学副校长,江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员)  在促进创新链产业链资金链人才链深度融合、推动科技成果高效转化应用上探索新途径,是“十五五”时期江苏经济社会发展的重要目标任务。深耕“双高协同”不仅是破解科研创新与产业需求脱节的关键举措,更是落实创新驱动发展战略的重要布局。
2026-03-26 09:24
记者从中国发明协会获悉:在瑞士日内瓦举行的第五十一届日内瓦国际发明展上,中国代表团共获得90项金奖、95项银奖和52项铜奖。
2026-03-26 09:30
工业和信息化部25日公布,今年前2个月,我国通信业运行平稳,电信业务总量保持增长,5G、千兆光网、物联网等网络基础设施建设有序推进。截至2月末,5G基站总数达490.9万个,比上年末净增7万个,占移动基站总数的38%。
2026-03-26 09:24
3月25日,国家自然科学基金委员会在2026中关村论坛年会开幕式上发布2025年度“中国科学十大进展”,10项重大基础研究突破入选。界面调控新方法创制面向空天应用的高性能柔性叠层太阳能电池示意图 国家自然科学基金委员会供图 
2026-03-26 09:22
3月25日,以“创新与发展”为永久主题,由科技部、国家发展改革委、工业和信息化部、国务院国资委、中国科学院、中国工程院、中国科协和北京市政府共同主办的2026中关村论坛年会在北京拉开帷幕。
2026-03-26 09:21
记者24日从农业农村部获悉,农业农村部近日印发通知,督促指导各地依法严厉打击坑农害农、危害粮食安全和农产品质量安全违法行为,守护群众“舌尖上的安全”,持续夯实国家粮食安全根基。
2026-03-25 10:22
氢能兼具能源、资源、储能介质三重属性,氢能产业科技含量高、低碳属性强、发展空间大。通知提出到2030年,通过应用规模扩大,推动氢能应用技术、工艺、装备创新突破,实现燃料电池、电解槽、储运装置和材料等迭代升级,推动氢能成为新的经济增长点,支撑实现经济社会发展全面绿色转型。
2026-03-25 10:21
林间密密麻麻的印痕,正是东北虎豹国家公园生态环境越来越好的体现。在科技守护与不懈坚守下,东北虎豹国家公园的生态成果愈发显著:东北虎和东北豹的数量由公园试点初的27只和42只,增长至当前的70只和80只左右。
2026-03-25 10:11
国家卫生健康委和中国气象局24日联合发布首期全国花粉浓度预报服务提示,为公众提供精准防护指引。目前正值春季,以木本植物花粉传播为主,建议过敏人群及时关注本地花粉浓度和种类变化,必要时明确过敏原,提前做好防护和出行安排。
2026-03-25 10:04
自然资源部日前发布四川省冕宁县牦牛坪矿区稀土矿资源储量核实勘查项目成果,矿区新增稀土资源量966.6万吨。据悉,牦牛坪矿区稀土矿资源储量核实勘查项目还新增伴生萤石资源量2713.5万吨、伴生重晶石资源量3722.8万吨,均达到超大型规模,具有重大战略意义。
2026-03-25 10:00
加载更多