對宇宙心存敬畏 為人類智慧感到驕傲

“在2025年的前一個小時,，我們還在計算，看來2025年是動腦子的一年,。”

灣區(qū)時訊 12月31日晚上10點(diǎn),，搜狐創(chuàng)始人,、董事局主席兼首席執(zhí)行官、物理學(xué)博士張朝陽準(zhǔn)時開啟2025跨年演講,。他以普通人一天的經(jīng)歷生動演繹了量子力學(xué)在生活和現(xiàn)代技術(shù)中的廣泛應(yīng)用,，連續(xù)3小時直播分享了現(xiàn)代物理學(xué)的支柱之一——量子力學(xué)，帶來一場別樣的科學(xué)跨年夜,。本次活動在搜狐視頻全程直播,。

從普通人經(jīng)歷“量子力學(xué)”的一天，講到1990年“旅行者號”拍攝的著名“地球藍(lán)點(diǎn)”照片,，在張朝陽看來,，理解了量子力學(xué)，就理解了物質(zhì)的構(gòu)成,，也能夠看到我們在宇宙中的渺小,。他感慨道，“我們要對人類的智慧感到驕傲,，使我們擁有了智慧,，擁有了思考能力，知道世界是如此的情況,。”

從清晨到夜晚 普通人被量子力學(xué)“支配”的一天

去年首場跨年演講中,，張朝陽曾推導(dǎo)了被譽(yù)為“二十世紀(jì)最偉大的理論”——廣義相對論。延續(xù)前一年的傳統(tǒng),，本次演講聚焦現(xiàn)代物理學(xué)的另一大支柱——量子力學(xué),。張朝陽以“生活在量子力學(xué)的世界里”為主題，結(jié)合普通人從早到晚的日常生活,，展示了量子力學(xué)如何悄無聲息地滲透到我們周圍的每個細(xì)節(jié),。近三個小時的演講，張朝陽分享了原子的核外電子排布,、躍遷發(fā)光、量子隧穿等27個物理知識點(diǎn),，帶領(lǐng)大家走進(jìn)了一個無處不在,、卻神秘莫測的微觀世界。

“每天睜開眼,，第一縷陽光來自太陽表面的黑體輻射,。”張朝陽從起床睜眼開始，介紹了太陽的量子特性,。他利用維恩公式,，解釋了太陽輻射能量最強(qiáng)部分正好落在我們眼睛能夠感知的頻率范圍內(nèi)，這也決定了人眼的視力極限,。他舉例說,，起床后的第一件事可能是刷牙,，而電動牙刷的刷毛由高分子材料構(gòu)成，動力來源于鋰電池,，鋰的最外層電子只有一個,，這使它能夠輕松釋放電子，形成鋰離子在電池中高效地傳遞能量,，進(jìn)而為各種電器提供動力,。走出家門，路燈依舊明亮,，張朝陽指出,，鈉燈的橘黃色光正是鈉的電子在3s和3p能級間躍遷的結(jié)果。來到早餐店,，面包的材料,、咖啡豆和蔬菜的成長都離不開光合作用，這也是量子的過程,。

事實上,，量子力學(xué)早已滲透到我們生活的方方面面。走進(jìn)辦公室,，空調(diào)中的工質(zhì)通過氫鍵的反復(fù)斷裂和重建調(diào)節(jié)溫度,；電腦處理器內(nèi)上億個晶體管和顯示屏中的LED燈板，都是量子力學(xué)能帶理論的直接產(chǎn)物,。甚至人們每一句話的傳播速度,，都受到了量子力學(xué)能量分立的影響；而每個思維的跳躍,，都伴隨著成千上萬的鈣離子通過復(fù)雜的生化反應(yīng)進(jìn)入神經(jīng)元,。

傍晚走在大街上，感受氬氣等惰性氣體被電流點(diǎn)亮后形成的五彩霓虹燈光,。而正在小酌的人會注意到紅酒的“掛壁”現(xiàn)象,，這正是由于水分子通過氫鍵形成較強(qiáng)的表面張力所致。水中氫鍵的強(qiáng)度還限定了地球上樹木的高度——在蒸騰作用下,，氫鍵形成的“鎖鏈”有助于抗衡引力,，將水從根部輸送到樹冠。此時,，遠(yuǎn)方的天空中,，電磁擾動下的氮?dú)夂脱鯕忾W爍著紅綠色光與藍(lán)色光，這就是極光,。

張朝陽解釋道,，極光的產(chǎn)生源自地磁場對太陽風(fēng)的屏蔽作用。一般磁場的形成與電流的運(yùn)動密切相關(guān)，而鐵磁性的形成是深刻的量子力學(xué)現(xiàn)象,。大量鐵原子聚集形成磁疇,，一致排列的磁疇產(chǎn)生了宏觀的磁場。張朝陽提到,，核磁共振（MRI）技術(shù)則是我們?nèi)粘Ｉ钪信c強(qiáng)磁場接觸的一個典型例子,。核磁共振利用超導(dǎo)線圈產(chǎn)生比地磁場強(qiáng)三萬倍的磁場，通過分析氫核自旋變化進(jìn)行成像,，是目前最先進(jìn)的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)之一,。

晚上回到家中，張朝陽還給出了一些生活實用小建議,。他建議晚上及時清洗衣物并保持開窗通風(fēng),，以避免油點(diǎn)和污漬通過擴(kuò)散效應(yīng)滲入衣物中，留下難以去除的痕跡,。保持開窗通風(fēng)則能降低室內(nèi)氡氣的濃度,，這種放射性氣體長期積聚會對健康造成影響。特別是,，氡氣在量子隧穿效應(yīng)的幫助下輻射出α粒子,，進(jìn)入人體內(nèi)將增加患肺癌的風(fēng)險。

理解量子力學(xué)就理解了世界 相比宇宙人類微不足道

在更廣闊的宇宙背景下,，張朝陽提到,，量子力學(xué)正在幫助我們破解宇宙的奧秘。通過光譜分析,，科學(xué)家可以識別不同星體的元素,，甚至通過譜線的紅移計算星體的遠(yuǎn)離速度。從而揭示了宇宙正在膨脹,。量子力學(xué)帶來的定量方法,，是人類探索宇宙的關(guān)鍵工具。

同時,，恒星的演化也離不開量子力學(xué),。借助理論計算，我們甚至不止知道太陽已經(jīng)活了四五十億年,，我們也知道太陽將會繼續(xù)再活四五十億年,。甚至于知道恒星的末期，它們正借助量子力學(xué)中的費(fèi)米子簡并壓“拼死一搏”,。當(dāng)簡并壓與引力能夠?qū)崿F(xiàn)平衡時，恒星將形成相對穩(wěn)定的白矮星和中子星,。否則,，它將歷經(jīng)爆炸，或者燃燒殆盡,，或者形成黑洞殘留在宇宙間,。

演講中,，張朝陽還講述了NASA發(fā)射的“旅行者號”如何借助量子技術(shù)探測宇宙。自1977年起,，這兩艘宇宙飛船就向宇宙深處進(jìn)發(fā),，至今已經(jīng)飛出了太陽系，在一定的減速后繼續(xù)以每秒17公里的速度向半人馬座航行,。它們的能源來源于量子力學(xué),，利用钚核衰變的射線加熱金屬并轉(zhuǎn)化為電能，推動飛船繼續(xù)前進(jìn),。1990年,，旅行者號回望地球拍下了著名的“地球藍(lán)點(diǎn)”照片，展現(xiàn)了地球在浩瀚宇宙中的渺小,。

“宇宙之大,，地球只是一個小點(diǎn)，而地球上的蕓蕓眾生是宇宙小點(diǎn)里更小的點(diǎn),。”張朝陽感慨,，“宇宙如此廣闊，地球真的是微不足道,。應(yīng)心存敬畏,，不要把每個人每天碰到什么事情當(dāng)回事，因為人生就那么一瞬間就過去了,。”按設(shè)計壽命,，2025年旅行者號將會耗盡最后一點(diǎn)能量，從此中斷與人類聯(lián)系,。也許數(shù)萬年之后,，當(dāng)?shù)厍蛳У臅r候，而旅行者號可能會碰到其他星系生物,，成為人類智慧文明存在的唯一證明,。

正是量子力學(xué)，讓世界萬物以特定的結(jié)構(gòu)和規(guī)律存在,，塑造了這個世界周圍的一切,，從水、空氣,，到人類自己,。沒有量子力學(xué)，世界將是無序的灰燼,。張朝陽稱,，“我們要為我們?nèi)祟惖膫ゴ蠖械津湴粒驗榻?jīng)過幾千萬年的進(jìn)化、兩百萬年的演變以及一萬年的農(nóng)業(yè)文明,，我們大腦超常發(fā)展,，使我們擁有了智慧，擁有了思考能力,，我們理解了量子力學(xué),，我們理解了天下，知道世界是如此的情況,。”

演講期間當(dāng)跨年鐘聲敲響之際,，張朝陽為大家送上新年寄語，他建議大家學(xué)點(diǎn)心理學(xué)能自我調(diào)節(jié)保持好心情,，要每天運(yùn)動,、多吃蔬菜水果；同時要折騰做事情,，尋找各種機(jī)會,；管好現(xiàn)金流、不要負(fù)債,。“希望大家在2025年都能夠有所斬獲,、有所進(jìn)步，能夠很寬裕地,、有成就地,、有意義地度過。”

化學(xué)鍵是構(gòu)成物質(zhì)世界的基礎(chǔ) 科技將推動人類一往無前

為了深入理解多彩的世界,，理解為何“如果沒有量子力學(xué),，世界將是一堆灰”。鐘聲響起后,，張朝陽繼續(xù)分享深究組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)——化學(xué)鍵的成因,。在演講后半程，他用近1小時簡要推導(dǎo)了化學(xué)鍵的成因,，用寫滿五個黑板的數(shù)理公式硬核解析物質(zhì)的基本構(gòu)成方式,。

要從量子力學(xué)的角度理解化學(xué)鍵的成因，首先要掌握玻恩-奧本海默近似,。在氫離子分子中,，兩個原子核的運(yùn)動與核外電子的運(yùn)動有明顯的差異。玻恩-奧本海默近似通過假定原子核在系統(tǒng)中的位置近似不變,，將問題分成兩步：第一步求解核外電子的波函數(shù),，再利用電子的性質(zhì)求得關(guān)于兩個原子核的有效勢能再求解。

利用變分法求得核外電子的波函數(shù)后,，不難發(fā)現(xiàn)核外電子在系統(tǒng)中主要起到“粘合劑”的作用,。張朝陽形象地用一個家庭故事來比喻這一過程,。他解釋道，兩個原子核擁有相同的電荷,，彼此間存在庫倫排斥力，仿佛是一對正處于對抗中的父母,。然而,，這個家庭中的孩子（電子）則起到了橋梁作用，緊密地將父母聯(lián)系在一起,，確保了家庭的穩(wěn)定,，也就是分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

通過精妙的數(shù)學(xué)運(yùn)算,，張朝陽進(jìn)一步解釋,，最終得到的有效勢能與兩個原子核的間距相關(guān)。這個勢能曲線有一個最低點(diǎn),，意味著當(dāng)原子間的距離達(dá)到某個臨界值時,，化學(xué)鍵就會形成。正是有了化學(xué)鍵,，我們才得以擁有氧氣,、水以及其他無數(shù)的物質(zhì)形式。“我們生活的世界,，不再是金木水火土,，而是元素、分子,、金屬,、蛋白質(zhì)、DNA,，甚至是我們的大腦結(jié)構(gòu),。所有這一切，都是量子力學(xué)的結(jié)果,。”張朝陽總結(jié),。

在演講的互動環(huán)節(jié)，張朝陽還與現(xiàn)場聽眾探討了當(dāng)前科技領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題,，包括AI大模型,、量子計算、生命科學(xué)以及室溫超導(dǎo)等,。他表示,，在量子力學(xué)和材料科學(xué)的前沿領(lǐng)域，新的一年有望迎來更多突破,，這將為人類社會帶來深遠(yuǎn)的變革,。

此外,，針對網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于量子力學(xué)的“文化炒作”現(xiàn)象，張朝陽希望今天的演講能給它迎頭痛擊,。他強(qiáng)調(diào),，量子力學(xué)不僅是抽象的理論，而是通過嚴(yán)密的計算和實驗驗證的一套科學(xué)方法,。“量子力學(xué)是物理學(xué)的一個重要分支,，它解釋了微觀世界的規(guī)律，所有的物質(zhì)構(gòu)成都遵循這一基本規(guī)則,。”

責(zé)任編輯／劉秀