量子力学与日常生活
日常用品中的量子力学:从起床睁眼看到的阳光,其辐射能量最强部分落在人眼可感知频率范围决定人眼视力极限,到电动牙刷的锂电池因锂最外层电子易释放而高效传递能量,再到路灯钠灯的橘黄色光是钠电子在 3s 和 3p 能级间跃迁的结果等,量子力学在日常生活用品中无处不在124。
生物生长中的量子力学:早餐的面包、咖啡豆和蔬菜的成长都离不开光合作用,这是量子过程,体现量子力学在生物生长、农业生产等领域的基础性作用12。
人体生理活动中的量子力学:人的每一句话的传播速度受量子力学能量分立影响,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,表明量子力学在人体生理活动、神经系统和思维意识方面都有作用12。
量子力学与自然现象及健康
自然现象中的量子力学:远方天空的极光,是电磁扰动下氮气和氧气发光的现象,其产生源于地磁场对太阳风的屏蔽,背后是量子力学原理。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1。
健康相关的量子力学: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,提醒人们关注生活中的量子力学现象对健康的影响,如晚上及时清洗衣物并保持开窗通风,可降低室内氡气浓度,减少健康风险1。
量子力学与现代科技及宇宙探索
科技应用中的量子力学: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。医学上的核磁共振技术是量子力学应用的成果,利用强磁场和氢核自旋变化成像,为疾病诊断提供了先进手段12。
宇宙探索中的量子力学:量子力学的定量方法是人类探索宇宙的关键工具,通过光谱分析可识别不同星体的元素及计算星体远离速度,揭示宇宙正在膨胀。恒星的演化也离不开量子力学,借助理论计算可了解恒星寿命及末期状态。旅行者号依靠量子技术探测宇宙,其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前进13。
对量子力学的认识及新年寄语
对量子力学的认识: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。没有量子力学,世界将是无序的灰烬,我们生活的世界,是元素、分子、金属、蛋白质、DNA 等,这一切都是量子力学的结果3。
新年寄语:张朝阳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
张朝阳 2025 跨年演讲 “生活在量子力学的世界里” 中的案例可详细分类如下:
日常生活用品类案例
阳光与视力极限案例:起床睁眼看到的阳光,其辐射能量最强部分落在人眼可感知频率范围,这决定了人眼视力极限,体现了太阳黑体辐射的量子特性。
锂电池能量传递案例:以电动牙刷为例,说明锂的最外层电子只有一个,能轻松释放电子,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,展示了量子力学能带理论在锂电池中的应用1。
钠灯发光案例: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,表明常见的路灯发光现象背后是量子力学原理。
电脑与显示屏案例:提到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,体现量子力学在电子产品中的基础作用。
生物与人体生理活动类案例
光合作用案例:面包的材料、咖啡豆和蔬菜的成长都离不开光合作用,而光合作用是量子过程,揭示了量子力学在生物生长、农业生产等领域的基础性作用。
思维与钙离子案例: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,说明量子力学在人体生理活动、神经系统和思维意识方面都有作用。
自然现象类案例
极光形成案例:远方天空的极光,是电磁扰动下氮气和氧气发光的现象,其产生源于地磁场对太阳风的屏蔽,背后是量子力学原理,展示了量子力学在天文和自然现象中的体现。
红酒挂壁与氢键案例: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。
医学技术类案例
核磁共振(MRI)技术案例: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,体现了量子力学对医学发展的推动。
宇宙探索类案例
光谱分析与宇宙膨胀案例: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,展示了量子力学在宇宙科学研究中的重要作用。
旅行者号能源案例:讲述了 NASA 发射的 “旅行者号” 如何借助量子技术探测宇宙,其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。
恒星演化案例:借助量子力学理论可计算恒星寿命、了解其末期状态,如白矮星、中子星的形成或黑洞的产生,量子力学是研究恒星演化等宇宙天体现象的重要理论基础。
2025 张朝阳跨年演讲 “生活在量子力学的世界里” 中提取的金句:
关于量子力学与生活的紧密联系
我们生活在一个量子力学的世界里,量子力学无处不在,它主宰着我们生活的方方面面,从微观到宏观,从日常用品到浩瀚宇宙。
你每天睁开眼看到的阳光、使用的电子产品、吃的食物,甚至你的每一个念头、每一句话,背后都有量子力学在起作用。
对世界认知的启发
没有量子力学,世界将是无序的灰烬,正是量子力学让物质有了结构,让生命有了可能,让宇宙有了秩序。
量子力学告诉我们,世界的本质是奇妙且充满不确定性的,我们以为的那些理所当然,其实背后都有着深刻的物理原理。
关注生活与健康
生活中的很多现象,看似平常,实则蕴含着量子力学的知识,比如红酒挂壁、树木长高,了解这些能让我们更好地理解生活,也能更好地关照自己的健康。
像氡气这样借助量子隧穿效应影响我们健康的情况提醒着我们,生活里处处是物理,要多留意身边的科学细节,才能防患于未然。
鼓励学习与探索
量子力学虽然深奥,但它离我们并不遥远,只要我们愿意去了解、去学习,就能发现它的奇妙之处,也能拓宽我们认识世界的视野。
多去探索身边事物背后的科学道理吧,哪怕只是弄懂一个小小的生活现象里的物理机制,都可能让你对这个世界多一份敬畏和热爱。
生活态度与建议
大家平时要多学点心理学,保持好心情,同时每天坚持运动,多吃蔬菜水果,这样才能有好的生活状态。
要折腾做事情,寻找各种机会,别闲着,但也要管好现金流,尽量不要负债,让生活过得宽裕、有成就、有意义。