当前课程知识点：力学与现代生活——开启科学人生 > 第一章 现代生活——力学知多少？ > 1-2-2 量子世界 > Video
好 我们再看看：由这个 物质到能量、信息，
从宏观到微观 再到什么观，
我们也许叫“空观”吧，
这么一个过程里面，
这个物质的划分。
我们看看右(口误)边这个图片--
物质 宏观的物质 到分子、到原子、到电子、
再到夸克、
弦子 到最后是不是还有空子...
那么 在整个微观世界里面研究呢
我们知道“量子物理学”
成为了重要的理论支撑。
那么 在“量子力学”里面 有一些很奇异的
跟这个宏观物质的规律完全不一样的
一些现象 甚至是规律--
比如说海森堡 1927年 发现了
“测不准原理”，
“测不准原理”是什么呢？
就是这个：微观世界里面，
如果它的速度测得准的话，
它的位置一定测不准，
如果位置测得准的话，
它的速度一定测不准！
也被吴健雄 我们科学家
我们的华裔科学家实验证明--
她用这个高速的这个 射出一束高速、速度能测定的粒子束，
然后 在同时300个位置摆传感器，
同时能接收到这个粒子，
(可能1万个都能接收到)
这就是“测不准原理”能够证明。
另外 还有李政道、杨振宁，
1956年2月 发现了“宇称不对称原理”--
号称是“二战以来最伟大的发现”！
1957年 得了诺贝尔奖。
这个“宇称不对称原理”呢
我们 用简单的这种 比喻啊 就是说：
我们女生爱照镜子 啊
男生也照镜子啦
这个 镜面
我们在这一侧呢 是我们的实体，
另外一侧呢 是我们的镜像，
那么我们现在看到的
说：宏观物体 (我们人 是个宏观物体)
我们如果往左侧移动1毫米、1米 啊
那么，镜子里面的镜像一定也
跟着移动1毫米或者1米(口误),
那么 移动的速度也完全一样、
对称于镜面。
但是 在微观世界里面，
这个就不成立了--
那么 你移动 左移1毫米
可能 那个粒子移动的 不是1毫米，
或者右移、甚至反个方向 右移1毫米。
哎 这是打个比方啦！
实际上 这个原理呢 更多的不是这么说的 啊！
还有 我们吴健雄 这个华裔科学家 做的这个
“电子对撞湮灭实验”--
两对电子都有质量，
但是 对撞以后 正、负 哈 最后对撞没了--
消失了！
它们的速度接近光速了，
电子就由质量 变成能量了。
我们知道 这个 电子有静止质量--
大概是：9.11 乘上10的负31次方公斤 啊
这么一个量级。
还有 我们 可能最近听得比较多的
量子通讯里面说的“量子纠缠现象”，
它是1935年 薛定谔
在这个 他的“猫态”这个论文里面
(听说过‘薛定谔的猫’-
等会我们还会提到--注:本部分后面略去)
他提出了“纠缠态”的概念,
当然 爱因斯坦一直不太认可--
把它叫做“鬼魅的超距作用(spooky action-at-a-distance)”--
(待会儿我们会再说--注:本部分后面略去)
还有很多 实验、理论 研究，
大概都朝着某个方向 去暗示着--
宏观宇宙里面的物质 正物质
或者它具有的正能量，
朝着反物质、反能量
这么个方向来发展...
那么这个 我们再看看一些报道呢
关于大型强子对撞机、
玻色子到底有没有发现呢？！
其实呢 后面又有新的报道--
说这个 “似乎还没有找到确凿的证据，
可能是30年前设计这个项目之初，
唯一一件没有能预料到的事情！”
那么 为什么没有找到玻色子？！
其实呢 大家可以思考--
也是一种 我们物质界的科学仪器
只能探测物质的东西，
我们非物质界的东西--
它已经不属于物质的东西了，
那么 仪器没办法探测--
我们人的意识--爱、恨、情、仇
爱有多深 没办法用仪器量、
探测一样的。
关于‘宇宙为何是正物质组成，
而非负物质 或者反物质组成’？
这里面也有一些探讨，
在这个新闻里面--
16年07月28号，
“新浪科技”里面有个微博 提到了“宇宙
为何是由物质组成的？
--新的中微子实验可能给出答案”
(你)可以去查查看。
好！那么在 微观世界的认识理论上
主要是“量子力学”。
我们看看“量子物理学”呢
它是在20世纪初研究微观世界
逐步建立起来的，
里面的微观世界的结构、运动规律，
最早由这个 普朗克(Panck)
1900年 研究这个“黑体辐射” 提出的
这么个概念，
至今 已有116年！
他提出的是‘能量子’--
能量是一份一份地发射出去的。
到了 1905年 爱因斯坦研究
“光电效应”的时候，又提出了
‘光量子’的概念。
中间 经过了 泡利、费米、玻尔、
玻恩、海森柏、德布罗意、
薛定谔、狄拉克 这些 等等 物理大师，
创新努力呢
直到 上个世纪30年代 逐步建立成了一套
完整的“量子物理学”理论。
那么 这个量子物理学理论呢 对于深入研究
这个宏观世界的微结构、还有 特殊的物理性质
起了巨大作用！比如 现代天文学里面
宇宙大爆炸、
暴涨理论、黑洞、引力波、背景辐射，
都也用到了量子理论。
“量子物理”和“相对论”一起，
我们说：使得物理学 从这个“经典物理学”--
“牛顿的经典物理学”发展到“现代物理学”，
奠定了现代自然科学的主要基础。
我们看看 量子物理学呢 它主要有两大块：
一个是叫量子力学 基础部分，
加上量子场论 我们叫升华部分。
那么在 量子世界里面，
大家说 量子 量子 它的线度--
大概是多大的尺寸范围呢？
我们说 线度极微小--
也就是 10的负10次方
到10的负15次方 米 这么一个范围，
其中这个‘10的负15次方 米’ 就是我们叫
一个‘费米’。
[费米 本来是一个人(科学家)的名字]
那么 在量子世界里面，
许多 宏观世界里边 对应的物理量--
比如说：坐标、动量、能量、
角动量、自旋...这些,
它不再取连续的值了,
甚至是不确定的!
实验和很多事实表明了
量子现象不再满足经典牛顿力学的规律！
比如说 我们的量子现象--
微观世界里面 它(粒子)有二象性,
我们说 光有“波粒二象性”,
微观世界很多粒子也具有这个波动/
粒子, 甚至非波非粒子
这样的一些量子态，
这个量子态呢 甚至多个粒子之间 会产生“纠缠”现象。
那么 描述微观粒子的
到底怎么描述它呢？
在‘薛定谔方程’里面提出了
用这个“态函数” 或者“波函数” 来描述--
它有个基本运动方程，
比如说 这个‘薛定谔方程’
它可以求解“态函数”。
量子力学的发展呢
至今其实 在基本概念 和哲学意义上
仍然是存在一些争论...
当然这是一门学科从这个 建立到成熟
必经的阶段,
比如说 弦理论
还有 再到 所谓的“M理论”--
M理论 就是‘超弦现象’、
‘11维空间、超引力’ 这些,
从84年到95年建立的M理论。
那么在这里面 最著名的争论 就是
爱因斯坦跟玻尔之间，
他们两个 在学术上 是敌人--
战斗了一辈子，
但是 生活中 他们俩还是朋友。
这个 爱因斯坦曾经跟玻尔说：
“上帝不会掷骰子!”
上帝不掷骰子，
我们知道掷骰子 那是随机的--
哪一面朝上是随机的，
玻尔给他也回了一句话：
“亲爱的爱因斯坦，
不要指挥上帝做什么!”
那么因为什么呢?
爱因斯坦认为：
所有的这个 运动--从宏观到微观，
不管多小的粒子，
它总可以用精确的数学理论来描述它，
现在我们没法描述--
它是个不确定的，
只是我们的数学工具不到；
那么 玻尔倾向于统计力学、统计规律，
这两个人对 量子力学贡献都非常大！
那么 统计规律 还有爱因斯坦的一些
相对论的预测，
都对量子力学发展做了重大贡献，
那么 都有一些重要的成果！
的确 这个量子力学 还存在很多的新的理论
有待于完善和发展...
这部分 我们先介绍到这里，
这是第二节。
-1-1-1 认识自然：人感知的力、遨游宇宙人生
--Video
-1-1-2 天地人的几个世界：人类对宇宙天地的认识理论
--Video
-1-1-3 相对论、黑洞、引力波
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--外部链接
-第一周作业--作业
-1-2-1 物质：从宏观到微观
--Video
-1-2-2 量子世界
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-1-3-1 力的起源：四种基本相互作用力
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-1-3-2 我们关注的力世界之力学及其分支
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-第二周作业--作业
-1-4-1 力学在现代生活中的作用━I
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-1-4-2 力学在现代生活中的作用━II
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-2-1 力学发展的三阶段：三个基本常数
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-2-2-1 科技长河波澜壮阔：人类文明与科技发展六时代
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-第三周作业--作业
-2-2-2 近500 年重大科技之花━I
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-2-2-3 近500 年重大科技之花━II
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-第四周作业--作业
-2-2-4 世界科技贡献率：中国科技现状与希望曙光
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-2-3-1 必须点赞的科学四巨人：唯一与现代科学相通的天才
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-2-3-2 现代科学之父
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-2-3-3 人类最伟大的科学伟人
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-2-3-4 人类宇宙头等光辉的巨星、历史启迪
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-第五周作业
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-第五周作业--作业
-3-1 力学范畴、质点运动与动力学
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-3-2-1 刚体静力学：力与力矩
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-3-2-2 力系、力偶、约束、平衡
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-3-2-3 受力分析与计算
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-第六周作业--作业
-3-3-1 弹塑体材料力学：材料发展简史与工业革命
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-3-3-2 四种基本变形与强度、刚度、稳定性概念
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-3-4 应力、应变分析计算与强度设计
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-4-1-1 “动态”力世界
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-第四章 “动”力世界——振动与波--第七周作业
-4-1-2 振动与波分类、基本振动分析模型
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-4-1-3 共振、减振与防震案例
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-4-2-1 地震与地震波
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-4-2-2 声与声波
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-4-3 静、动力学实验分析方法
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-第八周作业--作业
-5-1 “流动”力世界、十大人造高速飞行器
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-5-2 人类飞行简史、里程碑式飞机、最大飞机
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-5-3-1 流体动力学：从运动中采集活力
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-5-3-2 马格努斯效应、飞机升力、风洞
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-5-4-1 空气动力学：进一步认识升力与阻力
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-5-4-2 层流、湍流、卡门涡街
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-5-4-3 汽车阻力、飞机尾翼和起落架
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-5-5 超音速飞行：从“噩梦”到现实
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-5-6 飞天：从“火箭”到“阿波罗登月”、空天技术未来
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-第十周作业--作业
