本文關(guān)鍵詞：物理學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　　大師啟蒙課

　　頂尖物理學(xué)家李淼

　　給孩子們講授量子力學(xué)

　　課程時(shí)間：3月19日起 每周六晚 19:30-20:30

　　授課形式：微信群語(yǔ)音+圖片

　　適合對(duì)象：9-12歲孩子及家長(zhǎng)

　　主講老師：李淼

　　李淼，中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院院長(zhǎng)，國(guó)家基金委杰出青年基金獲得者、中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”入選者。最近致力于研究超弦中的黑洞物理、超弦宇宙學(xué)以及暗能量。獲南方人物周刊2011年魅力人物獎(jiǎng)。

　　1982年畢業(yè)于北京大學(xué)天體物理專業(yè)，后獲中國(guó)科技大學(xué)獲理學(xué)博士、哥本哈根大學(xué)哲學(xué)博士。1990年起先后在美Santa Barbara加州大學(xué)、布朗大學(xué)任研究助理、研究助理教授，1996年在芝加哥大學(xué)費(fèi)米研究所任高級(jí)研究助理。1999年回國(guó)，任中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師。

　　著有《超弦史話》《越弱越暗越美麗》《<三體>中的物理學(xué)》等。

　　課程內(nèi)容介紹

　　第一節(jié)：世界是不確定的

　　在我們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)看來(lái)，世界運(yùn)行是確定的。比如說(shuō)明天你會(huì)看到太陽(yáng)照樣升起，扔一塊石頭，，只要你知道扔出去的角度和速度，你可以預(yù)先知道這塊石頭會(huì)飛到哪里。

　　其實(shí)，真實(shí)的世界是不確定的。我們眼中的確定性是大量粒子疊加的結(jié)果。如果你將石頭仔細(xì)分解，一直分解下去，變得只有原子和分子，這個(gè)時(shí)候，你扔一個(gè)原子，沒(méi)有人能夠知道一秒鐘后它會(huì)在哪里。

　　這是微觀世界的不確定性。有人說(shuō)，微觀世界不確定與我們無(wú)關(guān)。錯(cuò)了，物理學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)，也可以造出很大的物體，我們無(wú)法預(yù)知下一刻它會(huì)在哪里。不確定性和所謂“同時(shí)”在很多地方也有關(guān)。一個(gè)原子可以同時(shí)在很多地方，只有當(dāng)我們用“眼睛”去看它，它才會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)地方，但這個(gè)地方無(wú)法預(yù)知。

　　著名的薛定諤貓和不確定性以及同時(shí)在很多地方類似。一只貓可以同時(shí)是活的也是死的嗎？

　　第二節(jié)：物質(zhì)為何不會(huì)經(jīng)常爆炸？

　　沒(méi)錯(cuò)，很多時(shí)候，物質(zhì)不會(huì)自發(fā)爆炸的，一只椅子不會(huì)突然爆炸了，也不會(huì)突然塌縮成一小團(tuán)物質(zhì)。當(dāng)然，炸藥被點(diǎn)著了會(huì)爆炸，那是特殊情況。

　　物質(zhì)不會(huì)突然爆炸或突然塌縮很重要，在物理學(xué)中，這叫穩(wěn)定性。假如這個(gè)世界不穩(wěn)定，地球就不會(huì)存在，山山水水就不會(huì)存在，人類也不會(huì)存在。

　　在物理學(xué)中，物質(zhì)能夠穩(wěn)定地存在，居然與量子力學(xué)有關(guān)，居然與不確定性有關(guān)，同時(shí)，還和兩個(gè)粒子之間力與距離的關(guān)系有關(guān)。神奇吧？確實(shí)很神奇。事實(shí)上，物質(zhì)穩(wěn)定不僅與量子力學(xué)有關(guān)，還和空間是三維的有關(guān)。如果空間多出一維，像《三體》中寫的那樣，就不會(huì)有地球和人類。

　　第三節(jié)：量子可以用來(lái)干什么？

　　可以用來(lái)做很多事情，例如半導(dǎo)體中的二極管，沒(méi)有它，就沒(méi)有電訊工業(yè)革命，其實(shí)我們的手機(jī)中也有量子力學(xué)。

　　很多地方都有量子力學(xué)，只是我們看不見(jiàn)。我們會(huì)談到一些雖然我們看不見(jiàn)，卻很有用的量子應(yīng)用的。

　　第四節(jié)：會(huì)有量子計(jì)算嗎？

　　人類大腦是量子的嗎？

　　物理學(xué)家對(duì)第一個(gè)問(wèn)題的回答是確定的，是，會(huì)有。什么時(shí)候有？鬼才知道，也許20年后，也許30年后，甚至100年后。

　　量子計(jì)算機(jī)能夠做什么？這就像你們的媽媽爸爸小時(shí)候會(huì)問(wèn)，智能手機(jī)能夠用來(lái)做什么？那時(shí)，他們做夢(mèng)也想不到智能手機(jī)可以代替照相機(jī)、攝影機(jī)、電視機(jī)、圖書館、電話，更想不到有微信。

　　量子計(jì)算機(jī)是比我們手里的計(jì)算機(jī)：智能手機(jī)更加強(qiáng)大的東西。為什么會(huì)更加強(qiáng)大？因?yàn)榱孔佑?jì)算確實(shí)很強(qiáng)大。

　　那么，人腦是不是很強(qiáng)大？在我看來(lái)比一部智能手機(jī)強(qiáng)大多了。為什么？我會(huì)解釋。那么，人腦是量子的嗎？這是一個(gè)科學(xué)家沒(méi)有共同答案的問(wèn)題。我們正在研究。我相信人腦是量子的，某種意義上是量子計(jì)算機(jī)。

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