科普时报记者 陈杰

“在2025年的前一个小时，我们还在计算，看来2025年是动脑子的一年。”

12月31日晚上10点，搜狐创始人、物理学博士张朝阳以普通人一天的经历，生动演绎了量子力学在生活和现代技术中的广泛应用。这场连续3小时的直播跨年演讲，以现代物理学的支柱之一——量子力学，为公众带来一场别样的科学跨年夜。

被量子力学“支配”的一天

“每天睁开眼，第一缕阳光来自太阳表面的黑体辐射。”张朝阳说，太阳的量子特性决定了太阳辐射能量最强部分正好落在我们眼睛能够感知的频率范围内，这也决定了人眼的视力极限。

事实上，量子力学早已渗透到我们生活的方方面面。走进办公室，空调通过氢键的反复断裂和重建调节温度；电脑处理器内上亿个晶体管和显示屏中的LED灯板，都是量子力学能带理论的直接产物。甚至人们每一句话的传播速度，都受到了量子力学能量分立的影响；而每个思维的跳跃，都伴随着成千上万的钙离子通过复杂的生化反应进入神经元。

傍晚走在大街上，感受氩气等惰性气体被电流点亮后形成的五彩霓虹灯光。而正在小酌的人会注意到红酒的“挂壁”现象，这正是由于水分子通过氢键形成较强的表面张力所致。水中氢键的强度还限定了地球上树木的高度——在蒸腾作用下，氢键形成的“锁链”有助于抗衡引力，将水从根部输送到树冠。此时，远方的天空中，电磁扰动下的氮气和氧气闪烁着红绿色光与蓝色光，这就是极光。

张朝阳说，极光的产生源自地磁场对太阳风的屏蔽作用。一般磁场的形成与电流的运动密切相关，而铁磁性的形成是深刻的量子力学现象。“核磁共振（MRI）技术则是我们日常生活中与强磁场接触的一个典型例子。核磁共振利用超导线圈产生比地磁场强三万倍的磁场，通过分析氢核自旋变化进行成像，是目前最先进的医学成像技术之一。”

晚上回到家中，张朝阳建议这时可以及时清洗衣物并保持开窗通风，以避免油点和污渍通过扩散效应渗入衣物中，留下难以去除的痕迹。“保持开窗通风则能降低室内氡气的浓度，这种放射性气体长期积聚会对健康造成影响。”

理解量子力学就理解了世界

在更广阔的宇宙背景下，量子力学正在帮助我们破解宇宙的奥秘。

张朝阳说，通过光谱分析，科学家可以识别不同星体的元素，甚至通过谱线的红移计算星体的远离速度。从而揭示了宇宙正在膨胀。量子力学带来的定量方法，是人类探索宇宙的关键工具。

同时，恒星的演化也离不开量子力学。借助理论计算，我们知道太阳已经活了四五十亿年，我们也知道太阳将会继续再活四五十亿年。甚至于知道恒星的末期，它们正借助量子力学中的费米子简并压“拼死一搏”。当简并压与引力能够实现平衡时，恒星将形成相对稳定的白矮星和中子星。否则，它将历经爆炸，或者燃烧殆尽，或者形成黑洞残留在宇宙间。

演讲中，张朝阳还讲述了NASA发射的“旅行者号”如何借助量子技术探测宇宙。自1977年起，这两艘宇宙飞船就向宇宙深处进发，至今已经飞出了太阳系。它们的能源来源于量子力学，利用钚核衰变的射线加热金属并转化为电能，推动飞船继续前进。“按设计寿命，2025年旅行者号将会耗尽最后一点能量，从此中断与人类联系。也许数万年之后，当地球消失的时候，而旅行者号可能会碰到其他星系生物，成为人类智慧文明存在的唯一证明。”

量子力学，让世界万物以特定的结构和规律存在，塑造了这个世界周围的一切，从水、空气，到人类自己。“没有量子力学，世界将是无序的灰烬。”张朝阳说。