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虛無縹緲的「量子力學」和「相對論」,與我們的生活相關嗎?

這也許就是科學與科技的重要關係!

對於大眾百姓來說,要分清楚科學和科技並不難,簡單的說科學就是寫在書本上卻比較難拿到現實生活中應用的知識,而科技則體現在生活和工作的方方面面,您認為哪個更重要一些?

一、什麼是科學?

很多朋友小時候的夢想就是科學家,但很自然絕大部分人的夢想都沒有實現,這有兩個原因,第一是學習不好,畢竟科學研究需要一定的知識基礎,第二則是被現代社會的各種誘惑而帶偏了原先的初衷!所以能潛下心來做科學研究的科學家是非常令人佩服的!

也許這張照片最能詮釋科學家的含義,因為近代以及現代科學體系中,有相當大的篇幅都是由這些科學家開創的!照片中最具代表性的兩個科學家的成就也許最能詮釋科學的定義:一、愛因斯坦:狹義相對論、廣義相對論

二、普朗克:量子力學

現代科學體系的兩塊基石,相對論和量子力學的開山祖師就是愛因斯坦和普朗克,當然方方面面的完善並不是他們獨立完成的!比如描述質量與時空之間關係的廣義相對論中史瓦西解是天才史瓦西在一戰戰場是推導出來的,當然還有著名的雷斯勒——諾斯特朗姆解以及克爾解等!

而為描述原子和亞原子尺度的物理學理論的量子力學添磚加瓦的科學家就更多了,尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費米、保羅·狄拉克都為量子力學的發展做出過巨大的貢獻!

可以簡單的理解為相對論是描述宏觀世界的,而量子力學則是描述微觀粒子世界的,兩者從宏觀將微觀把我們的世界徹底給包含在內了,也許未來會有其高維理論出現,但這也是在這些科學理論中擴充,當然來個顛覆性的開創那當然是更好!

二、什麼是科技?

從科學理論中延伸出來的現實應用就是科技,那麼有相對論的應用嗎?虛無縹緲的相對論其實距離我們很近,比如:

1.全球定位系統,北斗和GPS,如果沒有廣義相對論加上速度(狹義相對論)以及引力對時間的影響(廣義相對論),那麼我們導航的精度也許只有數百米甚至數千米,而且累積誤差將會讓這個系統最終崩潰!

2.天文觀測技術:引力透鏡,引力波觀測以及黑洞的觀測與系外行星搜索都離不開相對論的支持!

3.質能方程則是核裂變和解決未來能源的核聚變理論基礎,當然相信如果沒有質能方程也會有核聚變和核裂變,但這只是理論指導實踐或者實踐催生理論的先後不同而已!

……

量子力學的應用呢?這個似乎距離我們更遠?其實比相對論還近一些:

1.光電效應,其實這個是愛因斯坦發現的,但這卻只能歸類到量子力學中哈,各位是不是覺得有點莫名其妙?這個催生下的太陽能電池全球裝機容量有多大?就如你手邊的計算器上就有一塊太陽能電池。

2.激光 其實激光理論也是愛因斯坦大神提出的,但這也只能歸類到量子力學,而你手邊使用的指星筆或者激光教鞭則是最為普通的應用

3.核磁共振以及電子顯微鏡還有原子鐘等,都少不了量子力學,否則這些看似距離我們很遠,但與我們息息相關,比如核磁共振的造影技術為各位的健康護航,電子顯微鏡得以讓我們窺探到了原子以及原子內部的世界,還有原子鐘則是各種通訊的重要保障,當然全球北斗和GPS的核心關鍵就是原子鐘的研製!

膝蓋損傷的核磁共振造影,則是X光與CT無法達到的層次!

4.二極體而三極體的其實也是量子力學的一個方面,各位試想下各位可以不用定位系統,但能不用電子產品嗎?

……

科學與科技兩者並不能分割,科技領域的進步與發展會正面促進科學的發展,科學領域的突破將開創一個全新的科技領域,簡單的一句話形容:科技保證我們現在的生活,而科學則規划了我們未來的生活!


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