肖慧寧
摘要:科技的進(jìn)步與發(fā)展帶動(dòng)了我們生活的改變,我國越來越重視科技創(chuàng)新能力的發(fā)展。量子力學(xué)是物理在微觀領(lǐng)域的偉大創(chuàng)新,它以其不確定性、波粒二象性等特點(diǎn)將人們帶到物理的海洋。量子力學(xué)是物理學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一,它的發(fā)展不僅對(duì)物理事業(yè)作出了重大貢獻(xiàn),同時(shí)更是推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。基于此,本文重點(diǎn)探討量子力學(xué)的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步,探討量子力學(xué)發(fā)展的新局面,旨在促進(jìn)科技與物理更好的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:量子力學(xué);科學(xué)進(jìn)步;量子力學(xué)的發(fā)展
科技是第一生產(chǎn)力,目前,全球化進(jìn)程正在不斷加快,世界各國之間的聯(lián)系愈加緊密,因此,科技的發(fā)展需要不斷的努力。量子力學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了科學(xué)的進(jìn)步,基于量子力學(xué)的基礎(chǔ),打破了經(jīng)典物理學(xué)的束縛,在量子力學(xué)的發(fā)展中可以推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。量子力學(xué)在發(fā)展中與生活結(jié)合,與計(jì)算機(jī)相互配合,與各個(gè)學(xué)科進(jìn)行交叉發(fā)展,推動(dòng)了量子力學(xué)的融合,加強(qiáng)了科技的進(jìn)步,有利于科學(xué)技術(shù)革命的開展,形成雙向的互通。
一、量子力學(xué)的形成與發(fā)展
20世紀(jì)之前,牛頓建立了經(jīng)典的牛頓力學(xué)理論,人們開始依靠牛頓的理論對(duì)世界進(jìn)行觀察與實(shí)踐。在牛頓力學(xué)發(fā)展初期,人們發(fā)現(xiàn)任何事情都可以用牛頓理論來解釋出來,所以那時(shí)的人們認(rèn)為牛頓力學(xué)體系就是世界的真理。然而發(fā)展到20世紀(jì),一些科學(xué)家開始發(fā)現(xiàn)一些問題無法用牛頓力學(xué)來解釋清楚,經(jīng)過系統(tǒng)的研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)牛頓力學(xué)體系僅僅適合宏觀世界,無法解釋微觀世界中的問題,量子力學(xué)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。
量子力學(xué),即主要研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,通過對(duì)原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)、原子核等的研究與分析,讓人們了解微觀世界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。1900年,普朗克在研究后提出了量子假說,從而掀起了量子理論的新潮。普朗克通過提出的輻射量子理論,有效地解決了黑體輻射的規(guī)律。1905年,愛因斯坦探尋光的奧妙,成功地提出地提出了光量子的解釋,讓人們正確的認(rèn)識(shí)了光電效應(yīng)[1]。在這之后,波爾通過研究原子確立了原子的量子理論,德布羅意發(fā)現(xiàn)了微觀粒子具有波粒二象性的特點(diǎn),薛定諤以薛定諤的方程找出了微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
二、量子力學(xué)的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步
量子力學(xué)不單單只是純粹的物理理論,更是深刻地影響著人們生活的進(jìn)步與科技的發(fā)展。量子力學(xué)和其他學(xué)科理論有效地進(jìn)行結(jié)合,形成了很多新的理論,如,量子光學(xué)、量子計(jì)算機(jī)、量子生物學(xué)等等。
(一)量子力學(xué)促進(jìn)探針顯微鏡的發(fā)展
基于量子力學(xué)的發(fā)展,促進(jìn)了探測(cè)顯微鏡的發(fā)展。在原來的經(jīng)典物理學(xué)中,粒子是無法通過勢(shì)壘的,這就導(dǎo)致了一些施工的不便利。在量子力學(xué)的發(fā)展下,同樣的一個(gè)粒子也是可以有機(jī)會(huì)穿透勢(shì)壘,進(jìn)入到新的空間。后來,在兩位科學(xué)家的一起努力下,他們終于研制成功了掃描隧道顯微鏡。他們通過實(shí)驗(yàn),利用平板電腦和隔離層來不斷實(shí)踐與證明,負(fù)極中的電子可以利用隔離層的勢(shì)壘到達(dá)正極。通過這一實(shí)踐可以促進(jìn)探針顯微鏡的發(fā)展,有利于改善人們的生活。
通過這一應(yīng)用,人們可以通過量子力學(xué)來具體改造實(shí)際的生活,這種方式可以大大的促進(jìn)宏觀與微觀之間的聯(lián)系,有利于快速地推動(dòng)納米技術(shù)的發(fā)展,可以讓我們的生活和工作更加便利,可以積極地促進(jìn)科學(xué)家對(duì)微觀世界的探尋[2]。
(二)量子力學(xué)促進(jìn)科學(xué)思維的轉(zhuǎn)變
在之前探尋科學(xué)地奧妙時(shí),人們想要簡單的真理性表述,但是基于量子力學(xué)的發(fā)展,人們開始注重探索過程的復(fù)雜性。牛頓追求化繁為簡的過程,他認(rèn)為任何原理都可以用簡單的語句描述出來。量子力學(xué)的出現(xiàn)向我們證明了探索客觀世界復(fù)雜的一面,在牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系中,由于牛頓堅(jiān)持簡單化的意義,在研究中很容易形成理想化的失誤,束縛了人們探索的思維。
由于簡單化、理想化的束縛,人們?cè)谔剿鲿r(shí)很容易被自己局限在自己設(shè)定的范圍內(nèi)容里面,所以探索的結(jié)論具有不穩(wěn)定性。微觀世界的發(fā)展,復(fù)雜性科學(xué)思維的提出都不是為了否定前者,而是為了更好的進(jìn)步。復(fù)雜性并不代表著我們?cè)谔剿鲿r(shí)萬事都要想得更復(fù)雜些,不能再用簡單的思維去思考,它的意義在于二者的結(jié)合,二者的相互影響,從而達(dá)到更深層次的啟發(fā)。在這一過程中,我們可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)思維的轉(zhuǎn)變,在探索科學(xué)時(shí)不是在現(xiàn)實(shí)中選擇,而是在選擇中發(fā)現(xiàn)我們現(xiàn)實(shí)中的規(guī)律。
(三)量子力學(xué)促進(jìn)量子信息技術(shù)的發(fā)展
在當(dāng)下高速發(fā)展的大背景下,科學(xué)技術(shù)就是我們的競(jìng)爭力,科技的發(fā)展可以促進(jìn)我們生活的改變,可以帶領(lǐng)我們展望未來,因此信息化社會(huì)的發(fā)展是不容忽視的。由于芯片集成晶體管的限制因素,導(dǎo)致電子信息技術(shù)的發(fā)展遭到瓶頸。量子力學(xué)的發(fā)展促進(jìn)科學(xué)家有了新的思路,他們利用量子力學(xué)波函數(shù)穩(wěn)定性的特點(diǎn)來進(jìn)行探索。
科學(xué)家通過兩組數(shù)據(jù)的分開實(shí)踐來進(jìn)行對(duì)比,他們把原信息分成經(jīng)典部分和量子部分,分別由各自的通道進(jìn)行輸送,經(jīng)典部分是通過發(fā)送者對(duì)原始物體的測(cè)量獲得的,而量子信息是發(fā)送者在測(cè)量過程中沒有提取的剩余信息。接收信息之后,可以準(zhǔn)備一個(gè)信息量子化的復(fù)制版本。利用量子隱形的特點(diǎn),我們可以實(shí)現(xiàn)信息的大量傳輸,同時(shí)由于量子的不確定和無法復(fù)制的特點(diǎn),可以有效地提升信息的安全性和保障性。這種方式可以改變單一的密碼傳輸,有效地提升了信息傳輸?shù)男蔥3]。
結(jié)束語
綜上所述,隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步,量子力學(xué)的發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)的影響是十分顯著的。量子力學(xué)的發(fā)展打破了經(jīng)典力學(xué)的束縛,促進(jìn)了探針顯微鏡的發(fā)展,改善了人們的生活方式,有利于形成多元化的科學(xué)思維。同時(shí),量子力學(xué)的發(fā)展更是促進(jìn)了量子信息技術(shù)的發(fā)展,有利于促進(jìn)信息化的發(fā)展,保障了信息的安全性?;诖?,我們應(yīng)當(dāng)積極適應(yīng)大背景的發(fā)展,關(guān)注量子力學(xué)的發(fā)展,推動(dòng)科學(xué)的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
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[3]李大光.當(dāng)前世界量子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景[J].學(xué)術(shù)前沿,2021(7):111-117.