量子力学

量子力学是用来描述微观世界(如原子、电子、光子等微观粒子)运动规律的。

波粒二象性:想象你在玩一个很神奇的游戏,这个游戏里的 “小球” 有时候像弹珠,能一个一个地打出去(这就是粒子性,有具体的位置和动量);但有时候又像水波,能产生一圈圈的波纹,穿过两道缝还会互相干涉(这就是波动性,像水波一样扩散传播 )。微观世界的粒子就像这个神奇游戏里的 “小球”,同时具备这两种特性。

量子化:好比你去买糖,正常情况下可以随便买多少克,糖的重量能连续变化。但在量子世界里,就像买糖只能按固定包装买,比如 5 克一包,你只能买 5 克、10 克、15 克…… 不能买 5.5 克,这就是能量等物理量的量子化,只能取特定离散值。

不确定性原理:假设你在一个黑屋子里找一个会自己乱动的玩具车。你想用光照亮它来看清位置,但光照到车上会改变车的运动状态,让你测不准它的速度;你要是想先测准速度,就没办法精确知道它在哪。在微观世界里,测量微观粒子的位置和动量就像这个情况,没办法同时测准。

叠加态:想象你有一个神奇的硬币,它抛出去后,在你没看之前,它不只是正面或反面,而是同时处于正面和反面两种状态。微观粒子在没被测量前,也可以同时处于多种状态,这就是叠加态。一旦你去看这个硬币(相当于测量微观粒子),它就随机变成正面或者反面其中一种状态了,这就是叠加态的 “坍缩”。

坍缩,从不确定的叠加态转变为一个确定的状态。

量子纠缠:就像有一对双胞胎玩偶,一个在你家,一个在很远的朋友家。你对着你家的玩偶做个动作,比如给它戴顶帽子,朋友家那个玩偶也会同时做出一样的动作。微观粒子也能这样,两个处于纠缠态的粒子,不管距离多远,对一个粒子做什么,另一个粒子马上就有相应变化。

薛定谔的猫

假设你参加一个神秘抽奖活动 。

主办方把奖品放在一个密封的盒子里,告诉你盒子里可能是一部新手机,也可能是一块普通石头,只有打开盒子才能知道结果。

在没打开盒子前,从你的角度看,盒子里的东西就处于一种 “既是手机又是石头” 的叠加状态,就如同薛定谔的猫处于 “既死又活” 的叠加态。

当你最终鼓起勇气打开盒子,这个瞬间,结果确定了,要么是手机,要么是石头,叠加状态结束,就像对处于叠加态的微观粒子进行测量后,发生了坍缩,粒子呈现出一个确定的状态。

这个抽奖过程,就类似于 “薛定谔的猫” 所描述的情况,帮助你理解微观世界中这种奇特的现象。

想象你刚收拾好房间,书本摆放整齐,衣服叠放有序,玩具也都放在了该放的地方,这时房间的状态很规整,东西都有各自位置,这种状态就好比低 “熵”。

随着时间推移,你开始在房间里活动,拿了书随手一放,衣服穿完扔在床上,玩具也到处乱丢。房间变得越来越乱,物品的摆放从有序变得无序,这就是熵在增加。

在物理学里,“熵” 就是用来衡量一个系统混乱程度的物理量。

就像房间从整洁有序(低熵)慢慢变得杂乱无章(高熵)一样,一个孤立系统总是倾向于从有序走向无序,也就是熵会自发地增加。

比如热传递过程中,热量会从高温物体传向低温物体,最终达到温度平衡,这个过程中系统的熵就在增加,变得更加无序。

存在先于本质

想象你要制作一个独一无二的陶艺作品。

一开始,你手里只有一团陶泥,这团陶泥就代表 “存在”。

它已经实实在在地在你手中了,但它最终会变成什么,是杯子、花瓶还是雕塑,此刻还不确定,这就是还没有 “本质”。

在制作过程中,你通过捏塑、雕刻等方式,赋予这团陶泥特定的形状和用途,它逐渐变成一个具体的东西,比如一个用来插花的花瓶,这个 “花瓶” 所具备的功能和特性就是它的 “本质”。

“存在先于本质” 意思就是,事物首先是存在的,之后通过自身的行动、选择,才逐渐形成其独特的本质。

就像这团陶泥,先有了陶泥的存在,然后经过你的创造,才确定了它作为花瓶的本质。

这一观点强调个体的自由和责任,人如同那团陶泥,生而存在,之后通过自己的选择和行动来定义自己是谁、有怎样的价值。

第一性原理

想象你要盖一栋房子。常规思路可能是参考别人的建房经验,依样画葫芦,用大家常用的材料和方法。

但运用 “第一性原理”,就好比你回到最基础的层面思考。

首先,房子最核心的目的是提供一个能遮风挡雨、供人居住的空间。

那从这个根本需求出发,思考什么材料最能满足遮风挡雨,什么结构最稳固且适合居住。

不局限于传统的砖头、水泥,也许你会发现新型的复合材料更轻便、坚固又耐用;不沿用常见的四方结构,或许设计出更符合力学原理且独特的形状。

“第一性原理” 就是抛开已有的经验和常规做法,从事物最基本的原理、最本质的需求出发去思考,重新构建解决方案。

就像马斯克在做特斯拉电动汽车时,没有因传统汽车用燃油就跟风,而是从电池储能的基本原理去研究,大幅降低成本,推动电动汽车发展。

它帮助我们突破惯性思维,找到创新的起点。