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读懂科学,才能读懂未来——读《我的第一本量子物理学》
发布时间:2020年10月22日 10:03:00  来源: 中国教育报

原标题:读懂科学,才能读懂未来——读《我的第一本量子物理学》

可能你早就听说过量子物理学,可是你知道什么是量子物理学吗?或者说你知道量子物理学已经深刻地影响着我们哪些日常生活吗?

正是有了X光穿透,医生才能看得见骨骼和人体内部,从而判断我们是否受伤或者存在其他问题;微波炉的光也就是电磁波,能让食物中的水分子振动,从而让我们加热食物的速度变快;发光二极管(LED)光源极其节能……还有很多影响我们日常生活的新技术,都是运用量子物理学的结果。西班牙作家沙达德·卡伊德-萨拉赫·费隆和西班牙画家爱德华·阿尔塔里巴联合创作的《我的第一本量子物理学》(二十一世纪出版社集团)以青少年为主要读者,用图文并茂的形式,一步步为我们揭开量子物理的奥秘,将自然的神秘之美透过隐藏在其中的规律,清晰呈现在我们眼前。

这是一本揭示深奥的量子物理世界的书,但也是一本通俗易懂又十分有趣的书。在书中,爱因斯坦教授作为你的“导游”,不但带你了解量子物理学的发展历史,还帮你解释一个个的定理、揭开一个个的奥秘,一个个有趣的实验也吸引着你像一名真正的科学家一样去实际操作。你可以按照书中的图示,用一个灯泡和两块金属组成一个电路,然后用紫光照射金属,就会看到灯泡亮起来;而在相同条件下,用红光来照射金属,灯泡却不亮,这就是著名的光电效应实验(这个实验有一定的危险性,一定要在老师的指导下去做)。下边这个“双缝实验”是只要你准备一支蜡烛和两张纸就可以自己做,让你真切体会所谓的量子魔法。不过,现代科学实验越来越复杂,有些需要借助巨大而昂贵的实验设备才能完成。但是作者告诉你,你仍然可以像一位哲学家那样,去思考“薛定谔的猫”等这样的物理问题。

这是一本通俗易懂的科普书,但却又是一本神奇的科学理论著作。它的神奇之处就在于书中呈现的一些理论打破了我们的传统思维,让我们用一种全新的视角观察和理解世界。千百年来,人们试图通过自己的亲眼所见、亲身感受了解世界,那些无法通过人类感官直接理解的事物,例如宇宙的真实面目、天气现象的由来、世界的起源,则交给神话或宗教来解释。比如,即便你站在高山之巅,仍难以设想地球是个“圆球”,也无法参透宇宙的“浩瀚无垠”到底是怎样的概念,到中世纪末期,仍有许多人相信地球是平的。直到哥白尼勇敢地运用完全不同的方式来思考,他通过观察天文现象,得到数据,并计算出太阳是我们所处的行星系的中心。理解量子物理学知识,也必须大胆尝试完全不同的思考方式。科学家们正是从最初的普朗克量子,逐渐推测出神秘的反物质和量子纠缠,并让一个个科学猜想通过实验被证实为科学理论。

量子物理学最新理论将极大地改变我们的未来生活,科学家预言,未来量子计算机将比现在的计算机快上几百万倍;而信息已经可以在相互纠缠的两个光子之间快速传递,这一成果的应用将实现在物理距离极其遥远的两点之间快速传输大量信息,人类在新型材料、纳米机器人等诸多方面也都会因量子物理学的进步取得重大突破。

可以说,《我的第一本量子物理学》的思考方式已经超越了我们传统对物理学的理解和认识方式,引导我们从具体到抽象、从抽象到具体,循环往复地进行思考,用异乎寻常的想象和繁复的实验进行验证,带领我们发现和理解神秘的量子世界。这种思考方式正是目前我们中小学科学教育所欠缺的,是我国科学创新与发展亟须弥补的教育课。

读懂科学,才能读懂未来。我认为,将《我的第一本量子物理学》这样的优秀科普读物介绍给青少年,让他们以轻松愉悦的方式去认识科学、理解科学,是每一位教育工作者的责任和义务。(作者 刘殿波 系童书推广人,供职于河北省教育厅)

责任编辑:王胤
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