给孩子讲量子力学

波也有能量:其频率越高,或者说波长越短,波的能量越高。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 108-109

是我们眼睛可以看见的光,叫作可见光。雨后的天空经常会出现美丽的彩虹,它有赤橙黄绿蓝靛紫七种不同的颜色。可见光的频率范围,就介于红色光和紫色光之间。其中红色光的频率最低,波长最长,能量也最低;紫色光频率最高,波长最短,能量也最高。比红色光能量更低的是红外线,利用红外线可以制成夜视仪,遥控电视机、空调。比红外线能量更低的是微波,它可以用来加热物体。我们家里用的微波炉,就是利用了微波能加热物体的特性。还有比微波能量更低的,那就是无线电。我们的电视、广播、手机和无线网络信号,都是用无线电来传输的。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 109-114

到了1905年,原本默默无闻的爱因斯坦突然进入人们的视野,他在一年之内做出了三项震惊世界的重大发现,分别是狭义相对论、布朗运动和光电效应。由于爱因斯坦的神奇表现,后来人们把1905年称为“爱因斯坦奇迹年”。在爱因斯坦的三大发现中,光电效应是人类在理解量子世界的道路上迈出的第二步,爱因斯坦也因此获得了1921年的诺贝尔物理学奖。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 140-143

拉普拉斯曾说过,如果能知道某一时刻所有物体的运动状态,就能知道未来发生的一切。所谓的运动状态包括两部分,一部分是物体的位置,另一部分是物体的运动速度。在物理学中,我们经常用动量来代替速度。什么是动量呢?其实就是物体的质量乘以它的速度。所以拉普拉斯其实是在告诉我们,只要在某一时刻同时测出物体的位置和动量,就可以精确地预测出它以后的运动情况。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 181-184

量子本身不是一个物体,量子只是一个说法,正如我前面所说的,它本来是光里面的一份一份的能量。后来量子变成一个概念,所有遵从量子力学的东西都被叫作量子了。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 235-237

任何一个有质量的粒子,它的速度原则上都不能达到光速,因为达到光速时它的能量会无限大。有质量的粒子,它的速度只能慢慢地靠近光速,比如,要把一个质子加速到光速的99%,那么我需要的能量是这个质子质量的6倍以上。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 249-251

不但卢瑟福本人很牛,他培养的学生也是超级厉害。他的学生和助手,先后共有12个人获得了诺贝尔奖!要知道,除了欧美、日本等少数发达国家和地区,其他大多数国家都没有这么多诺奖得主。换句话说,卢瑟福一个人培养的诺奖得主,比世界上绝大多数国家以举国之力培养出的诺奖得主还要多!
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 285-287

不但卢瑟福本人很牛,他培养的学生也是超级厉害。他的学生和助手,先后共有12个人获得了诺贝尔奖!要知道,除了欧美、日本等少数发达国家和地区,其他大多数国家都没有这么多诺奖得主。换句话说,卢瑟福一个人培养的诺奖得主,比世界上绝大多数国家以举国之力培养出的诺奖得主还要多!
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 285-288

一般生活里常见的光,比如太阳光,就包含着许许多多的光子,而且这些光子的能量有大有小。但激光非常特别,它里面每个光子的能量都一样大。这就是激光与普通光最大的区别。 我们刚才已经说过,对于不同颜色的气球,其内部电子的能量是不一样的。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 489-491

每个光子都有一定的能量。一般生活里常见的光,比如太阳光,就包含着许许多多的光子,而且这些光子的能量有大有小。但激光非常特别,它里面每个光子的能量都一样大。这就是激光与普通光最大的区别。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 489-491

爱因斯坦在1917年就建立了激光的理论。但一直等到30多年后,也就是20世纪50年代初,才有一个叫汤斯的人把激光发明出来。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 534-535

汤斯这个人很有意思。他年轻时喜欢研究理论,所以就考到加州理工学院物理系读研究生。他视力不好,就去医院看医生。医生说你视力不好,看数学公式会比较困难,干脆不要做理论研究了。你连公式都看不清楚,还做什么理论研究呢?你不如去做实验。汤斯听从了医生的劝告,不做理论,改行做实验了。因为做实验,他发明了激光,最后获得了诺贝尔物理学奖。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 535-538

“叛逆八人帮”里出了一个特别有名的人,叫摩尔。摩尔离开仙童公司后,创办了一个专门生产半导体芯片的公司,这就是大名鼎鼎的英特尔公司。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 606-607

历史上票房最高的科幻电影《阿凡达》里传输的就不是一个人的身体了,而是他的灵魂。利用一台棺材似的量子传输机,男主角的灵魂被传输到阿凡达的身体里,让他得以脱离双腿瘫痪的身体,在潘多拉星球上自由奔跑。潘多拉星球的土著后来也利用他们自己的方法,帮助男主角把灵魂永远留在了阿凡达的体内。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 632-635

二极管相当于一个简单的开关,三极管会放大信号。集成电路里面,放大信号的功能是非常重要的,因此三极管就很重要。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 660-661

计算机的两大核心部分——存储器和处理器,都是用半导体二极管做出来的。我们上一节课讲过,量子力学的一个最重要的应用就是制造二极管。所以如果没有量子力学,就不会有计算机了。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 724-726

大家知道,这世界上有很多大奖,用来表彰某个领域里最杰出的人。比如,对电影演员和导演而言,世界上最大的奖是奥斯卡奖;对流行歌手和词曲作者而言,世界上最大的奖是格莱美奖;对新闻记者和编辑而言,世界上最大的奖是普利策奖;而对基础科学家和经济学家而言,世界上最大的奖是诺贝尔奖。那小朋友们知不知道,对计算机专家而言,世界上最大的奖是什么呢?答案是图灵奖。这个奖就是为了纪念我们刚才提到的图灵而设立的。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 727-731

郭光灿预言40年以后就会有通用量子计算机,那个时候,量子计算机会像现在的智能手机一样,风靡全世界。我个人的观点认为,没有量子计算机,就没有真正的人工智能。真正的人工智能像人一样,具有情感,能够做出模糊的判断。很多事情是必须要用到量子计算机的。
李淼, 给孩子讲量子力学, loc. 900-903