鑽石舞台

提到「量子力學」，大家首先想到的可能是各種神秘的詞彙——量子加密、量子通信、量子計算機等等。

關於量子力學的神秘之處，大家最可能聽說過的一個著名實驗是「薛定諤的貓」——這隻神奇的貓到底處於「生」還是「死」的狀態，在打開箱子之前沒有人知道。

量子力學對這個神奇現象的解釋是：貓的生死狀態處於一種「波函數的疊加狀態」，只有在經過「測量」——在這裡也就是指「打開箱子」這個行為，波函數才會發生「坍縮」，貓的生死才會成為確定的結果。

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量子力學的神奇之處還遠遠不止於此——你可能不知道的是，在量子力學的世界裡，宇宙中的萬物都同時以「粒子」和「波」的兩種形式存在，這個概念稱為「波粒二象性」。

1924年，年輕的法國貴族路易·德布羅意在他篇幅短小的博士論文裡大膽提出了這一假說，而這一想法最終得到了科學的證明，也為他帶來了諾貝爾物理學獎。

量子力學告訴我們，萬物皆是波——除了物質本身，自然界中的一切物體，只要溫度在絕對溫度零度（約-273.15攝氏度）以上，都以電磁波和粒子的形式時刻不停地向外傳送能量，這種傳送能量的方式就被稱為輻射。

在物理學上，輻射是指通過波或粒子的形式從一個地方移動到另一個地方的能量。不同的波長和頻率決定了輻射的傳播距離、所攜帶的能量以及所造成的影響都大不相同。

我們在日常生活中就會接觸到各種輻射。最常見的輻射源就包括太陽、微波爐、我們每天都離不開的手機等等。

大部分常見的輻射源不會對我們的健康造成影響，但有些輻射確實存在風險。根據不同的輻射類型，必須採取不同的措施來保護我們的身體和環境免受其影響，但同時，我們也可以從輻射的許多應用中受益。

我們每天出門見到的陽光，就是一種最常見的輻射。地球所接受到的太陽輻射能量僅為太陽向宇宙空間放射的總輻射能量的二十億分之一，但卻是地球萬物賴以生存的能量來源。太陽輻射中的紫外光譜部分頻率更高，對生物會造成傷害，而多虧了地球上空覆蓋的大氣層，吸收了大部分紫外輻射，才能夠讓我們安全生活在地球表面。

熱輻射在生活中的應用也很常見，比如鮮嫩多汁的炸雞背後就有熱輻射的「功勞」。很多人會好奇，為什麼同樣都是炸雞，有些口感偏干，有些就鮮嫩多汁，特別好吃？

因為好吃炸雞的背後用到了很多黑科技——它利用「熱輻射+熱對流+熱傳導」，烹飪出超美味的炸雞。

炸雞炸的時間越長，水分流失就越多，而高溫快炸可以減少水分的流失，保留最多肉汁，將肌纖維緊縮現象降至最低。先炸後蒸，就是炸雞好吃美味的秘密武器！炸雞進入蒸烤箱後，使用直噴式蒸汽進行蒸烤，避免冷凝水回滴到食物表面，再加上雙螺旋結構，使食物受到均勻的蒸汽，才能保證炸雞不會外熟內生。最後在蒸烤箱中，通過熱輻射促使炸雞進一步發生美拉德反應，產生不同程度的類黑精色素和特殊的食品風味，從而提供可口的風味和誘人的色澤。

你可能從未想過，好吃的炸雞背後也有這麼多奇妙之處——量子力學和炸雞的結合，是不是挺「黑科技」的？

我們去醫院檢查身體的時候也常「遇見」輻射。

X射線是一種比紫外光頻率更高的電磁波，其對人體的穿透能力也更強，因此可以用來診斷體內的疾病。我們熟悉的超聲波、CT、核磁共振等檢查項目，都是利用了不同頻率的輻射來幫助我們「看到」體內發生的所有事情。在治療方面，我們可以利用更高頻率的輻射來殺死有害細胞，從而治療癌症等疾病，這就是我們常常聽到的「放療」，例如放射性同位素碘-131被用於醫治甲狀腺癌；在治療某幾種癌症時，亦會利用鈷-60所放出的γ射線。

除了以上這些我們能在生活中接觸到的輻射之外，浩瀚宇宙的起源問題也與輻射息息相關。

在我們的宇宙誕生之初，伴隨着「大爆炸」一起產生了大量的輻射，而這些輻射經歷了漫長的上百億年時光，現在仍然充斥在整個宇宙，並可以被我們測量(特徵和絕對溫標2.725K的黑體輻射相同，頻率屬於微波中的厘米波範圍)。這種輻射被稱為「宇宙微波背景輻射」，是我們宇宙中最古老的「光」，同時也是認知宇宙起源的關鍵。

好了，今天的博物物理課就上到這裡。

給犯困的你再總結下課程要點：量子力學讓我們對無處不在的輻射現象有了深刻的理解，了解了人類利用輻射來讓生活更美好（瘋狂下單炸雞），還能利用輻射來理解宇宙的終極問題。

小到炸雞，大到宇宙，量子力學無處不在，這大概就是量子力學的浪漫吧。