我们生活在一个充满量子力学的奇妙世界 张朝阳跨年演讲 (我们生活在一个和平的国家而不是一个和平的年代)

量子力学与日常生活

从清晨醒来看到的第一缕阳光，到夜晚城市霓虹闪烁的都市夜幕，量子力学在我们的生活中无处不在。

1. 清晨的阳光： 太阳的量子性质和漫长的自然选择塑造了眼睛，使得我们对500nm以上的光波最为敏感。假设有另一个恒星，其表面温度为7000K，那么生命感知的可见光将被修正为200nm到300nm。
2. 刷牙： 牙刷的刷毛由合成高分子材料制成，量子力学决定了这种材料的结构。
3. 电动牙刷： 电动牙刷中的锂电池依靠锂元素的特殊结构，能够轻松电离形成锂离子，进而为电器提供动力。
4. 路灯： 钠光灯发出的黄色灯光是电子在钠原子的3s和3p轨道之间跃迁产生的，波长为589nm，穿透能力更强。
5. 早餐： 咖啡、面包和蔬菜都是通过光合作用生产的，阳光在叶绿素的辅助下将水分子分解成氧和活性氢，然后活性氢与二氧化碳结合形成碳水化合物。
6. 办公桌旁的空调： 空调热力学循环利用工质的相变来储存和传递热量，其中氢键和分子间力的打破和重建是量子力学过程。
7. 电脑： CPU和GPU中的晶体管是量子力学半导体能带理论的结晶。
8. 会议和聊天： 声音的传播遵循波动方程，离子泵的工作也离不开量子力学。
9. 霓虹灯和显示屏： 惰性气体通电后被激发，能量回落到基态时转化为光，而显示屏采用LED发光二极管，也是一种量子现象。

量子力学的应用

量子力学不仅仅在日常生活中发挥作用，它也是众多现代技术的支柱。

• 半导体技术
• 光学材料

• 量子计算
• 量子通信
• 生物医学

量子力学带给我们的便利

量子力学带给我们的便利是显而易见的，它提高了我们的生活质量，促进了科学技术的发展。

例如，量子力学使以下成为可能：

• 高效且便携的电子设备
• 更明亮和节能的照明
• 更准确和快速的医疗诊断
• 更安全和可靠的通信

量子力学的未来

量子力学是一个不断发展的领域，未来有望带来更多令人兴奋的应用，例如：

• 量子计算机：解决传统计算机无法解决的复杂问题
• 量子传感器：比现有传感器更灵敏和精确
• 量子成像：获得更高分辨率和对比度的图像
• 量子医疗：开发新的疗法和诊断工具

量子力学为我们带来了无数的可能性，它将继续塑造我们的未来，让我们共同期待它给我们带来的更多惊喜。