有根據的懷疑
活得有價值
做一棵有思想的蘆葦
2016年8月16日1時40分量子物理學史話,酒泉衛星發射中心利用長征二號丁運載火箭成功發射世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”。
關于本體思維,你的本體是什么? 關于量子物理的應用,我們先了解一下量子物理的歷史。 在閱讀過程中,你可以將量子物理與佛教的“空”相結合,思考宇宙、世界。 本文介紹的閱讀初衷是在理性與感性、思考與想象之間。 以包容的態度去懷疑和思考。
我們時刻準備著推倒一切重新開始,我們將一次又一次被顛覆。
在這里,我們用書籍的力量激發思考,《量子物理史》陸續更新。 與之相關的“空”、本體論、宇宙等都被系統地討論和研究在一起。
19世紀末的物理學天空閃爍著金色的光芒,經典物理學的大廈在它的光輝下顯得如此雄偉、絢麗。 它讓人想起宙斯與眾神在奧林匹斯山上的神話場景。 永恒的宮殿。 誰能想到,這震撼人心的壯麗,卻是夕陽灑在浩瀚帝國大地上的最后余輝。
我們的故事始于 1887 年的德國。卡爾斯魯厄是一座位于萊茵河畔的美麗城市。 其中心矗立著著名的 18 世紀宮殿。 茂密的森林和溫暖的氣候也使這座小城市成為歐洲的旅游勝地。 然而,這些宜人的風景似乎并沒有分散海因里希·魯道夫·赫茲的注意力:他現在正在卡爾斯魯厄大學的實驗室里專心致志地演奏他的樂器。 當時,赫茲剛剛30歲。 也許他不會想到自己會像他的老師亥姆霍茲(von )一樣成為科學史上著名的人物,或者會像卡爾·本茨一樣出名。 它已經成為這個小鎮的驕傲。 現在他的注意力完全集中在他的設備上。
圖1.1(a)赫茲實驗示意圖
赫茲的裝置在今天看來非常簡單[見圖1.1(a)、圖1.1(b)]:它的主要部分是一個電火花發生器,有兩個彼此非常靠近的小銅球作為電容器。 赫茲定定地盯著那兩個相對的銅球,然后合上了電路開關。 突然,電力的魔力開始在這個簡單的系統中展現:一股看不見的電流通過設備中的感應線圈,開始為銅球電容器充電。 赫茲冷冷地盯著他的設備,腦海中想象著電容器兩端不斷上升的電壓。 在電學領域研究了這么久,赫茲對自己的知識充滿信心。 他知道,隨著電壓的升高,兩個球之間的空氣很快就會被擊穿,然后整個系統就會形成一個高頻振蕩回路(LC回路),但這不是他現在想要觀察的。
果然,過了一會兒,隨著一聲微妙的“啪”的一聲,兩顆銅球之間炸開了一束美麗的藍色電花。 整個系統形成了一個完整的回路,空氣中彌漫著細小的電流光束。 它不斷地扭曲,綻放著微弱的熒光。
圖1.1(b)赫茲實驗示意圖
赫茲變得更加緊張。 他盯著那串電火花和旁邊的空氣,腦海中想象著一幅又一幅的畫面。 他并不是想看看這個裝置如何產生火花短路。 他的實驗目的是為了證明空靈的“電磁波”的存在。 它是什么樣的東西? 它是看不見或摸不著的。 到目前為止,還沒有人看到或證實它的存在。 然而赫茲堅信它的存在,因為它是麥克斯韋理論的預測。 還有麥克斯韋理論……哦,它在數學上完美得就像一個奇跡! 就像上帝之手寫下的一首詩。 很難想象這樣的理論是錯誤的。 赫茲吸了口氣,再次微笑:無論理論多么完美,仍然需要通過實驗來驗證。 他站在那里看了一會兒,心里想了幾遍,最后確認了自己的實驗是正確的:如果麥克斯韋是對的,那么兩個銅球之間應該會產生振蕩電場,同時此時,應產生振蕩電場。 傳播電磁波。 赫茲轉過身來。 在實驗室的另一邊,有一個開口的銅環,每個開口中都鑲嵌著一個小銅球。 那就是電磁波的接收器。 如果麥克斯韋電磁波真的存在,那么它將穿過這個房間到達另一端,在接收器處感應出振蕩電動勢,從而在接收器的開口處激發出電火花。 來。
實驗室內一片安靜,赫茲一動不動地站在那里,仿佛他的眼睛看到了在太空中傳播的看不見的電磁波。 銅環聽筒突然顯得有些奇怪。 赫茲忍不住尖叫起來。 他把鼻子湊到銅環前,清楚地看到,兩個銅球之間的空氣中似乎有微弱的火花。 閃爍。 赫茲迅速跑到窗前,拉上了所有的窗簾。 現在更清楚了:淺藍色的電花不斷在銅環上打開縫隙,但整個銅環是一個孤立的系統,沒有任何電池與之連接。 沒有能源。 赫茲盯著它看了整整一分鐘。 在他的眼里,那些藍色的火花看起來是那么的美麗。 最后他揉了揉眼睛,直起身子:現在不用懷疑,太空中確實存在電磁波,正是它激發了接收器上的電火花。 他成功解決了八年前柏林普魯士科學院懸賞的難題; 與此同時,麥克斯韋理論也獲得了成功,物理學的新高峰——電磁理論終于建立起來。 偉大的法拉第()為它奠定了基礎,偉大的麥克斯韋建造了它的主體,今天,他——偉大的赫茲——為這座建筑封頂。
赫茲小心地將接收器移動到不同的位置,電磁波的表現與理論預測的完全一致。 赫茲根據實驗數據推導出電磁波的波長。 將其乘以電路的振蕩頻率,即可計算出電磁波的前進速度。 這個值恰好等于每秒30萬公里,也就是光速。 麥克斯韋的驚人預言得到了證實:事實證明,電磁波一點也不神秘。 我們平常看到的光是一種電磁波,但它的頻率被限制在一定范圍內,可以被我們看到。
從任何意義上來說,這都是一個了不起的發現。 古老的光學終于可以完全納入新興的電磁學之中,“光是電磁波的一種”這一結論終于在爭論已久的光的本質問題上得出了看似無可辯駁的結論(我們很快就會去并看到這場曠日持久而激動人心的戰斗)。 電磁波的反射、衍射、干涉實驗很快開展起來。 這些實驗進一步證實了電磁波和光波的一致性,這無疑是電磁理論的一大成就。
赫茲
赫茲的名字終于可以閃亮地銘刻在科學史的名人堂里了。 然而,作為一名純粹嚴肅的科學家,赫茲當時并沒有預料到他的發現中蘊藏著巨大的商業意義。 在卡爾斯魯厄大學的實驗室里,他只想著如何更接近自然的終極奧秘。 他不知道他的實驗會帶來什么樣的革命。 赫茲英年早逝,不到37歲就離開了他如此著迷的世界。然而那一年,一位20歲的意大利青年在倫巴第度假時讀到了他關于電磁波的論文; 兩年后,年輕人已經在公共場合進行了無線電通訊表演量子物理學史話,很快他的公司就成立了,并順利獲得了專利證書。 到了1901年,也就是赫茲去世七年后,無線電報已經可以跨越大西洋,實現兩地之間的實時通信。 這位來自意大利的年輕人就是古列爾莫·馬可尼 ( )。 與此同時,俄羅斯的波波夫在無線通信領域也做出了同樣的貢獻。 他們掀起了一場革命風暴,將整個人類帶入了新的“信息時代”。 我想知道赫茲如果死了會有什么感覺。
但赫茲仍然覺得對此只是一笑置之。 他是那種把追求真理視為人生最大價值的純粹科學家。 恐怕他就算想到了電磁波的商業前景,也懶得付諸實踐吧? 或許,行走在美麗的森林和湖泊之中,思考自然的終極奧秘,在秋天的落葉下與校園里的學生討論學術問題,這就是他真實的生活。 如今,他的名字已經成為物理量頻率的單位,不斷被大家提及。 不過,也許他仍然認為我們擾亂了他的平靜?
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