上周出席了007廣州之家的活動,聽了南工大吳健生院長關于量子化學的這些梗,剛好梳理一下,分享給你們。
第一個梗:沒幾個人懂得量子化學,但這不阻礙我們接觸量子化學。
就如女性心思通常,雖然大部份時侯女人是搞不清楚女性的看法,但這并不阻礙女人跟女性接觸。
第二個梗:量子化學研究的其實都是些稀奇奇特的東西
例如意識可以解釋為量子熱學的現象,意識的念頭像量子熱學的檢測,又例如西醫筋絡學“真氣”這種東西,實際上是量子熱學現象,用精典化學學的熱學、磁學及熱學方式去檢測,是檢測不下來的。但雖然這么它只是數學,研究的是一些客觀存在的物質,雖然我們難以用肉眼觀察到。
第三個梗:量子化學是研究微觀世界的科學規律。
當一片枝葉放大到了10的-9次方以下既1億分之1分米(原子、電子,中子,質子,介子,光子,夸克等)??才屬于量子化學研究的范疇。所以通常情況下,這是我們肉眼所難以感知的世界。
第四個梗:量子是哪些?
這兒有一句諺語:“一尺之棰,日取其中,萬世不竭。”
再講一個故事:
公元前5世紀,芝諾發表了知名的阿基里斯和青蛙賽跑悖論:他提出讓青蛙在阿基里斯后面100米處開始,但是假設阿基里斯的速率是青蛙的10倍.當聯賽開始后,若阿基里斯跑了100米,設所用的時間為t,此時青蛙便領先他10米;當阿基里斯跑完下一個10米時,他所用的時間為t/10,兔子仍舊前于他1米……芝諾解說,阿基里斯才能繼續迫近寄居蟹,但決不可能追上它.
所有物質都有基本的單位,如:一袋米,由一粒粒米構成,一束光電由一個個光子構成??.雖然不單構成物質的單位是量子,數學量也是量子,甚至能量與意識也可以量子化的。
第五個梗:光既是一種波,也是粒子,具波粒二象性基本屬性;
簡單來說就是,光在運動的時侯可以看成是由光子(粒子)組成的,有粒子性,同時它的運動是按波的形式傳播的,有波動性。
第一個肯定光既有波動性又有微粒性的是愛因斯坦。他覺得電磁幅射除了在被發射和吸收時以能量hv的微粒方式出現,并且在空間運動時,也具有這些微粒方式。愛因斯坦這一光輝思想是在研究幅射的形成和轉化時逐漸產生的。
1923年,德布羅意把愛因斯坦的波粒二象性推廣到微觀粒子,提出物質波假說,論證了微觀粒子也具有波動性。他的觀點不久就得到電子衍射等實驗的否認。
第六個梗:量子化學的世界是趕超了二元對立的世界。大與小,快與慢,多與少,0與1本該是不同的,但在量子化學的世界它們是一體兩面的。
這點如同道教,樂既苦、美既丑、好既壞、生既死、有既無,至于究竟是生還是死,人死后就不存在了么,是否有靈魂的存在,量子化學雖然都能給出一套科學的解釋。
第七個梗:測不準原理:量子位置與速率未能同時確定
緣由是被測物的位置越要精準,就越須要精確的工具,微觀世界里你的檢測工具更是要精確,也就是說頻度越大,頻度越大也就意味著能量越大,這也就意味著你用一個能量特大的事物去檢測被測物,這樣必然會對被測物導致影響。
第八個梗:上帝擲瓶塞嗎?
拉山拉斯妖也叫拉普拉斯假設:假如有一個智能生物能確定從最大天體到最輕原子的運動的現時狀態,才能根據熱學規律估算出整個宇宙的過去狀態和未來狀態。后人把他所假設的智能生物稱為拉普拉斯妖
量子化學告訴我們這個世界是隨機的……
例如:砸在牛頓耳朵上的蘋果,如果當日沒掉出來呢?其實牛頓的科學發覺就要晚一些了。
除了科學世界這么量子傳輸速度,許多歷史風波亦這么,如果當初項羽滅亡后臉皮夠厚,又回來招兵買馬復仇了,像勾踐通常臥薪嘗膽,那整個中國歷史,甚至世界歷史都不一樣了。
更有趣的是你能想像到門將波爾也是拿諾貝爾獎的數學學家波爾嗎:
NBA球場大放異彩的科比,你能想像退役后他摘得了奧斯卡獎么?
第九個梗:量子疊加態(各類可能性)
既對又錯,既漫長又短暫,既樂意又不樂意;
禪家大德常說:【離四句、絕百非】,這四句是:「有」,「無」,「亦有、亦無」,以及「非有、非無」。
量子化學的世界,量子比特的0與1如同陰跟陽般,它們同時存在0與1態
相信你們都聽過薛定諤的貓,一只既死又活的貓。
一只貓被關在一個密閉無窗的袋子里,袋子里有一些放射性物質。一旦放射性物質衰變,有一個裝置都會使錘子砸開毒藥盒,將貓毒死。反之,衰變未發生,貓便能活出來。
“既死又活”的薛定諤貓,就如人生無根蒂,飄如陌上塵,你也不曉得它是死是活。由于粒子同時存在衰變和不衰變兩種狀態,不打開袋子的話,你無從知曉貓究竟是活了還是死了。
于是有戰友提出了放個攝像頭在上面不就結了,但事實是一但加入了攝像頭量子傳輸速度,量子的狀態就改變了,其實本該活的貓,死了。或本可惡的貓,活了出來,任何外物介入都可以影響最終結果。
第十個梗:感情中關于告白的量子化學建議
量子檢測各類可能性到確定狀態,一但你進行了檢測,這個狀態就被確認出來了。如果你想談一次永不失戀的戀愛,不妨瞧瞧以下建議。
1不要輕易告白
2單戀是美好的
3告白失敗后,足夠長時間再告白。
由于改變無時無刻在發生,所以即使對方離婚了,你也有可能追到對方,變為你的兒子,所以獨身汪請多給自己一點信心吧。
第十一個梗:哪些是客觀實在?我不看月亮,月亮還在嗎?
我們看見的月亮,近的時侯,大約35.7萬公里。遠的時侯,大約40.6萬公里。而光速大約也就是每秒鐘30萬公里。所以我們看見的月亮,雖然是1秒多種原先的月亮。
甚至,我們當然見到的只是光,是光子打在黃斑上,黃斑上的感光細胞將光訊號傳化為聯通號,再由腦部中的視覺皮層處理。我們看見了月亮嗎?在這個意義上,我們看見的只是光而已。
雖然是波函數這個量子熱學中描寫微觀系統狀態的函數,本身也是不能直接觀察到。
第十二個梗:量子糾纏
這兒講一個刷爆同學圈的“量子糾纏”事情,自詡“小二姐”的作者表述了與影片《岡仁波齊》導演張楊結交以后的種種畸戀。這篇文章被大量轉載,很快就突破了10萬+。
科學研究說,世界上有量子糾纏這個說法,從我出生起,我便開始與你有了糾纏,我們都曉得,我們就是前世的夫婦。由于交往僅僅只有一個月,卻有十分強烈的信心我們就是對方的彼此。我們聊起小時候時,雖然你在做哪些,我的狀態也會隨著你在變化。我在做哪些時,你的狀態也會隨著我的在變化。
不但一個粒子有疊加態,兩個以上的也能。只要滿足特定的條件,兩者就可以作為一個整體,同時處于疊加態中,而不能把其中的粒子單個拆下來看待。例如有一種糾纏態是,只要沒有外界干擾,當A粒子處于0態時,B粒子一定處于1態;而當A粒子處于1態時,B粒子一定處于0態。
這些多個粒子間的獨特聯系,就是量子糾纏。
第十三個梗:量子態隱型傳輸
量子態隱型傳輸就是指借助“量子糾纏”技術,利用衛星網路、光纖網路等精典信道,傳輸量子態攜帶的量子信息。量子態隱型傳輸是一種全新的通訊方法,它傳輸的不再是精典信息而是量子態攜帶的量子信息,是未來量子通訊網路的核心要素。
借助量子糾纏技術,須要傳輸的量子態就像懸疑小說中描畫的“超時空穿越”,在一個地方神秘消失,不須要任何載體的攜帶,又在另一個地方頓時神秘出現。
據說過墨子量子衛星么?很驕傲是吧,這是我們國人優先研發下來的。
例如你寫完一封信,用膠帶粘好信封,哪怕內層再粘上一層膠水,但仍防不住有人拆開、讀完再復原;你想用電磁波傳遞一個秘密,但“音量”再低,也防不住精細的監聽。
然而量子加密是任何運算能力強悍的計算機都難以破譯的,由于由量子粒子傳遞的信息只要一被外界企圖查獲都會被搗毀,所以它可從根本上、永久性解決信息安全問題。
日內瓦密碼技術公司ID的聯合創始人將量子通信稱作發送一則寫在香皂泡上的信息。他說,假如有人想在這則信息被傳輸時攔截它,只要一碰觸它,都會把“肥皂泡”捅破。
最后我們來總結一下,說實話有點燒腦:
1:雖然80%化學學家不懂數學;
2:量子化學是生活體驗之外的;
3:量子化學是全新知識,不能用舊知識去解釋
4:面對量子化學,我們普通人放飛想像就好
最后給一個吳院士的公眾微訊號,對量子化學感興趣的,請加:量子塔羅()