虚无缥缈的“量子力学”和“相对论”,与我们的生活相关吗?

这也许就是科学与科技的重要关系!

对于大众百姓来说,要分清楚科学和科技并不难,简单的说科学就是写在书本上却比较难拿到现实生活中应用的知识,而科技则体现在生活和工作的方方面面,您认为哪个更重要一些?

一、什么是科学?

很多朋友小时候的梦想就是科学家,但很自然绝大部分人的梦想都没有实现,这有两个原因,第一是学习不好,毕竟科学研究需要一定的知识基础,第二则是被现代社会的各种诱惑而带偏了原先的初衷!所以能潜下心来做科学研究的科学家是非常令人佩服的!

也许这张照片最能诠释科学家的含义,因为近代以及现代科学体系中,有相当大的篇幅都是由这些科学家开创的!照片中最具代表性的两个科学家的成就也许最能诠释科学的定义:
一、爱因斯坦:狭义相对论、广义相对论

二、普朗克:量子力学

现代科学体系的两块基石,相对论和量子力学的开山祖师就是爱因斯坦和普朗克,当然方方面面的完善并不是他们独立完成的!比如描述质量与时空之间关系的广义相对论中史瓦西解是天才史瓦西在一战战场是推导出来的,当然还有著名的雷斯勒——诺斯特朗姆解以及克尔解等!

而为描述原子和亚原子尺度的物理学理论的量子力学添砖加瓦的科学家就更多了,尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克都为量子力学的发展做出过巨大的贡献!

可以简单的理解为相对论是描述宏观世界的,而量子力学则是描述微观粒子世界的,两者从宏观将微观把我们的世界彻底给包含在内了,也许未来会有其高维理论出现,但这也是在这些科学理论中扩充,当然来个颠覆性的开创那当然是更好!

二、什么是科技?

从科学理论中延伸出来的现实应用就是科技,那么有相对论的应用吗?虚无缥缈的相对论其实距离我们很近,比如:

1.全球定位系统,北斗和GPS,如果没有广义相对论加上速度(狭义相对论)以及引力对时间的影响(广义相对论),那么我们导航的精度也许只有数百米甚至数千米,而且累积误差将会让这个系统最终崩溃!

2.天文观测技术:引力透镜,引力波观测以及黑洞的观测与系外行星搜索都离不开相对论的支持!

3.质能方程则是核裂变和解决未来能源的核聚变理论基础,当然相信如果没有质能方程也会有核聚变和核裂变,但这只是理论指导实践或者实践催生理论的先后不同而已!

……

量子力学的应用呢?这个似乎距离我们更远?其实比相对论还近一些:

1.光电效应,其实这个是爱因斯坦发现的,但这却只能归类到量子力学中哈,各位是不是觉得有点莫名其妙?这个催生下的太阳能电池全球装机容量有多大?就如你手边的计算器上就有一块太阳能电池。

2.激光 其实激光理论也是爱因斯坦大神提出的,但这也只能归类到量子力学,而你手边使用的指星笔或者激光教鞭则是最为普通的应用

3.核磁共振以及电子显微镜还有原子钟等,都少不了量子力学,否则这些看似距离我们很远,但与我们息息相关,比如核磁共振的造影技术为各位的健康护航,电子显微镜得以让我们窥探到了原子以及原子内部的世界,还有原子钟则是各种通讯的重要保障,当然全球北斗和GPS的核心关键就是原子钟的研制!

膝盖损伤的核磁共振造影,则是X光与CT无法达到的层次!

4.二极管而三极管的其实也是量子力学的一个方面,各位试想下各位可以不用定位系统,但能不用电子产品吗?

……

科学与科技两者并不能分割,科技领域的进步与发展会正面促进科学的发展,科学领域的突破将开创一个全新的科技领域,简单的一句话形容:科技保证我们现在的生活,而科学则规划了我们未来的生活!