【黃秉華】從科普入門了解量子力學
2018-04-17
量子力學是深奧的物理學，在進入創科主導的新時代，這門課已等不及在大學課堂上講授，小孩子都可以循着科普圖書的引導下，一窺量子力學的堂奧。
物理學不單止研究浩瀚無邊的宇宙，我們身邊的微觀世界同樣重要。希臘時代已經有原子的概念，原子是最小的物質，世界是由原子構成。現代科學研究所得，證明原子的確存在，它的尺寸非常小，只有一米的一百億分之一。不過，原子也不是最基本的物質，量子學說終於在上世紀初出現，量子被認為才是最小的、不可再分割的能量單位。
關於這段漫長的科學發展史，尤其涉及相關的理論，按正式的物理學課程去教，相信要花好長時間，更難以跟小學生溝通，於是淺易而有趣的科普書就擔當了散播種子的重任。我到深圳逛書城，發現一本熱賣的科普書《給孩子講量子力學》（香港已有繁體版），作者是中山大學天文與空間科學研究院院長李淼，這位天文學家巧妙地講述從牛頓到愛因斯坦的小故事，交代一個「量子力學簡史」，其手法有如用趣味歷史教物理學，用的還是小孩子聽得懂的語言，以及輔以看得有趣的漫畫說明。
李淼在前言說，幾年前facebook創辦人朱克伯格到清華大學經濟管理學院演講時，談到學習量子力學對他思維方式產生巨大幫助，於是清華大學經濟管理學院院長即場表示，要把量子力學列入他們學院的正式課程。大家可注意到的，讀經濟管理的學生，也必須懂一點物理學，尤其是認真了解量子被發現之後，過去與將來，如何影響我們的經濟科技發展。
我的新書《STEM for Parents 你懂的！》也把量子力學視為向家長介紹的一個重點，因這個課題太震撼了。據加拿大電腦公司D-Wave指出，他們利用量子力學研製的電腦，比起我們現時用的電腦，快一億倍！量子電腦的超快計算速度未來可應用在金融交易，以求贏取市場先機，另一方面，也可以製造出超微細的納米電腦（體積如病毒一般大小的微縮電腦），植入細胞之內，用以消滅癌細胞進行醫治。
與此同時，量子的微觀世界並不滿足於牛頓的力學規律，它動搖了牛頓「認為宇宙一切運動皆有迹可尋，所有事物通過實驗、測量得到數據，便可以找到規律」的學說，量子最大特色的「不確定性」勢必影響這個時代思想。事實上，世界上已出現許多不確定性，「黑天鵝」不斷飛出來，打破很多過往被認為權威的理論和預期。一個量子力學主宰的世界，到底是甚麼樣的？讓我們從科普入門開始這個探索旅程吧。
星島日報授權轉載
作者：黃秉華
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