经过科学家100多年接力,人类终于了解了4.9%的宇宙

来源:返朴 ID:fanpu2019

撰文 | 项海波

从提出离散的光量子概念,到哥本哈根诠释对波函数与波粒二象性有更深入的理解;从整合物质波的波动力学与矩阵力学表述,到用场来统一描述电磁场与实物粒子;从统一电弱相互作用的杨-米尔斯理论,到描述强相互作用的量子色动力学;从简洁优雅的标准模型,到超越标准模型的弦理论以及其他理论。经过100多年的接力,物理学家逐渐建造起量子力学的宏伟殿堂,并颠覆了我们对世界的认知,然而,直到今天,这些理论只帮助人类理解了4.9%的宇宙,剩下的更大部分的暗物质与暗能量我们仍然所知甚少。

1开宗立派:光量子,玻尔模型

1900年12月14日,精通音乐与作曲的德国物理学家普朗克(Max Planck,1858-1947)发现,若以一种量子化(quantization),即不连续、离散的观念来看待电磁波的能量随频率的分布,则可以得到关于黑体辐射(对于外来的电磁波无反射、无透射,完全吸收,这样的物体称为黑体(black body)。 黑体自身辐射出电磁波的现象称为黑体辐射。)的正确公式。尽管后来这一天被视为量子力学(或旧量子论)的诞生日,但当时普朗克本人对其中蕴含的革命性思想完全不以为意。

推荐阅读