NO.997 为什么你应该学学量子力学?


你好,这里是罗胖精选。

最近,我们上线了一门新课,李剑龙老师的《给忙碌者的量子力学课》。

这门课程非常地硬核。它不是泛泛地科普,给你讲点历史八卦、科学故事。它是直面挑战,给你解释清楚那些量子力学里最核心的概念,到底是什么意思。即使是外行人,也能听得懂。

什么波粒二象性、量子隧穿、量子纠缠、波函数,还有泡利不相容原理等等。听完课之后我是恍然大悟。李剑龙老师说,这些抽象的概念,都能在现实世界中找到对应。

而且,这门课程的讲述方式也非常的严谨。虽然没有公式,但是李剑龙打的每一个比方、举的每一个例子,都是从公式的计算过程出发的,力求准确、生动、有依据。

所以,这门课程一上线就非常地受欢迎,已经有2万人在学习了。

那接下来,我们就一起来听听这门课程的发刊词。请李剑龙老师来讲一讲,为什么我们应该学一学量子力学?

你好,欢迎来到《给忙碌者的量子力学课》,我是李剑龙。

我想从一开始就直奔主题,说一下你为什么应该学习量子力学。我们搞科学的都是这性格,直截了当,不绕弯子。

我给你的答案就是一句话,跟上这个世界的变化,升级你的世界观。

1905年,爱因斯坦提出“光具有波粒二象性”。从那以后,量子力学经过了100多年的发展。到今天,它已经重新解释了这个世界,完全改变了这个世界,也彻底地重塑了我们人类的精神世界。

如果在未来,人类社会再次出现革命性的突破,我负责任地告诉你,这个突破有很大可能还是从量子力学开始的。

学量子力学,就是这么一个简单的理由,能帮你跟上世界的变化。

为什么学量子力学一个理由就够了?

我展开说说这个理由的含义。

第一,目前科学家已经发现的全部自然科学知识,除了广义相对论,其他的所有都汇集在了量子力学这里。

我说的汇集,就是说在物质世界,你从任何一个自然现象出发,层层追问下去,就一定会问到量子力学的领域来,然后量子力学会给你一个最终答案。

举个例子。开车时,你一加速,就会感到座椅在使劲推你的后背,你也就享受到了加速的快感。注意啊,问题来了:这个推背感是从哪里来的?

答案在课程里有,我先不剧透了。这里我只说一句,如果要搞清楚推背感的所有来源,没有量子力学是不可能的。

我再举一个例子。物体的质量从哪里来?是从秤上称出来的吗?不是,那只是重力。进入太空以后,你就会飘起来,体重秤的读数也会变成零,但那个时候你的质量肯定还是存在的。

这个问题看起来简单,人类之前却一直没有解决。量子力学发展到今天,这个问题也有答案了。

所以说啊,量子力学已经解决了宇宙万物的绝大部分秘密。这些让人类好奇了几千年的终极问题,咱们生活在今天的人能知道答案,是何其幸运。

当然,量子力学没有回答全部的终极问题,比如时间和空间的本质是什么。不过,不管最后的答案是什么,这个世界的解释权,一定是由量子力学主导的。这是我说学量子力学,就能跟上世界变化的第二个含义。

我们对世界的理解,必须依靠科学,必须依靠科学的最新进展。

比如,量子纠缠。几个纠缠的粒子,就算相隔无限远,仍然能瞬间联动,好像无视光速的限制。于是,量子力学发现,它有时候确实可以不受光速的限制。

再比如,实在性。实在性本来是说,你不看月亮,月亮也在那里。这本来就是天经地义的,没有人怀疑。结果,量子力学发现,这事儿可能不成立。

听我说到这里,你是不是有些困惑?这很正常,量子力学的创始人之一,大名鼎鼎的玻尔曾经说过一句名言:如果你听了量子力学没有感到困惑,那你一定是一句都没有听懂。

我说学量子力学,就能跟上世界变化的第三个含义是,量子力学还在重新塑造人类的精神世界。

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。一句话,回答这类问题的,就是所谓的“世界观”。

关于这些问题,不管其他学科怎么说,我可以告诉你,主导了绝大部分答案的,一定还是量子力学。

爱因斯坦曾经说,上帝不掷色子。他的意思是说,世界应该是确定性的。但是他错了。

量子力学告诉我们,这个世界有概率性的一面。

做实验的时候,当你还没用屏幕拦截到一个光子时,光子就存在于屏幕前的所有地方。

如果你拦截到光子时,光子就只出现在屏幕的一个地方。

你反复这样拦截很多次以后,光子就在屏幕上形成一个图案,这次在这里,下次在那里。你知道,光子一定出现在这个图案当中,但是就是不知道,它会出现在这个图案的哪一点上。

这就说明,从这个角度看,世界就是不确定性的,人类根本没有办法。

这样的例子还有很多。我们人类再也不能心安理得地活在过去的观念中了,我们必须坦然面对科学的新发现,学会承受它对我们精神世界的冲击。

爱因斯坦说过的一句话我很赞同,他说:“理论决定了你能观察到什么。”没有理论,很多现象,你就算想破脑袋,也得不到正确的答案。

这个时候,能帮你提升境界,给你大格局洞察,让你透过表象看本质的最好工具,还是量子力学。

总而言之,每一个人都应该学习量子力学。

为什么由我来讲?

当然,学习量子力学,本身是有门槛的。不说别的,微积分、线性代数这样的数学工具就是必须掌握的。所以,普通人学习起来肯定是有难度的。

但是这正好发挥了我的长处。由我来给你介绍量子力学,是很有优势的。我的优势有三点。

第一,我是经过专业训练的。2011年,我博士毕业于浙江大学近代物理中心。毕业以后,我仍然在跟踪量子力学的最新进展。

你可能不知道,现在市面上介绍量子力学的科普,绝大多数说的还是50年前的研究成果,远远没有跟上量子力学的发展,而且好多还都是二手知识。

而我可以骄傲地说,我介绍的量子力学知识,都是最新的进展,而且都是一手信息是我直接从论文原文里读到的。

第二,我秉承这么一种科普的理念,虽然在知识上,没法让你达到专家的懂,但是我不能就这么放过自己,我一定要让你在认知上和业内专家齐平

所以,这门课程没有公式,不讲历史,我将会直面最硬核的知识。让你像业内专家一样,真正搞清楚量子隧穿、量子纠缠、不确定性、互补性原理、退相干等等,你可能经常听到、但又一直不太理解的名词的物理意义。

这门课程体量很小,只有14讲。但是这14讲内容,已经涉及量子力学里所有不能绕开的知识点。

我负责任地告诉你,学完这个课程,你对量子力学的认知,肯定是超过薛定谔本人的。你没有听错,就是提出大名鼎鼎的“薛定谔猫”的那个物理学家,薛定谔。

第三,量子力学如此烧脑,想要讲清楚确实不容易。但是把一件烧脑的事儿捋清楚、说明白,本来就是我的本职工作。现在我在运营一家自己的工作室,叫“Sheldon科学漫画工作室”。Sheldon是我的笔名。

我的工作是,在一个星期之内,把一篇我原先一无所知的研究论文,改编成一篇漫画,让读者通过看漫画,了解论文的研究内容。

我的客户包括《Nature》自然科研、诺贝尔物理学奖得主、中国科学院院士、资深物理学教授,以及他们所在的顶级的科研、科普机构。

为了给你更好的服务,我还邀请了王一老师来当我课程的科学顾问,他是香港科技大学物理学系助理教授,博士生导师。在这里,特别感谢他的帮助。

现在,我邀请你来接受科学世界观的重新洗礼,像婴儿一样,重新认识这个由量子力学主宰的世界。我们课程里见。

好,文章听完了,我是罗胖。

这门《给忙碌者的量子力学》,体量很小,只有14讲。但是,李剑龙老师从规划到成稿,然后几番修改,花了整整一年半的时间。

他告诉我了几个数字。他说,他做这门课程查阅了23本参考书和130多篇参考文献。在这些文献里,最老的是1900年的,最新的文献是2019年,也就是课程做到一半的时候才发表的。

那你如果想用最高效的方式,了解一下量子力学这门学问,和最新的科学进展保持同步。那么,这门《给忙碌者的量子力学》,推荐你现在就加入学习。

好,今天的内容就到这里。罗胖精选,明天见。