读《上帝掷骰子吗？》，回顾量子论从无到有发展的风云史，从18世纪开始直到21世纪，一批科学巨人开始颠覆传统物理学大厦，为了宇宙的终极理论而战，大大改变了人类发展的历史。再现量子物理一路的荆棘与荣光，展现科学激动人心的魅力。

量子力学的诞生离不开传统物理学家研究的一个问题：

“光是什么东西？”

远古时期，人们认为，世界上有三种不同的光，眼睛、被看到的物体和光源。

罗马时期，人们认为光源是直接到达到人的眼睛，公元1000年，人们才把光源和眼睛分离开来。

“光本质上到底是个什么东西？”

古希腊时期，有物理学家称光是非常细小的粒子流，同时，又有其他的物理学家称，既然声音是一种波，为什么光不能是一种波呢？

物理学家们为搞清楚这个原理而争论不休。于是物理学家们形成了两个派别：粒子派和波派。

粒子派的代表人物是力学发现者牛顿，而波派的代表人物是发现量子的普朗克和推出相对论的爱因斯坦。

1807年，马斯杨在无意间做双缝干涉实验的时候发现，实验结果无法用光是粒子进行解释，而光的波动可以解释这个实验结果。

1819年工程师菲涅耳做实验证明：光是一种横波。

1879年，普朗克在研究维恩关于黑体辐射的论文时，发现维恩的公式只解释了短波的问题，并没有解释长波。

普朗克研究后发现，这个公式需要假定才能得知它建立在哪个角度上，他假定电磁波的发射和吸收不是连续的而是一份份进行的，这样的一份能量叫做“能量子”，

1900年12月14日，普朗克对外宣称了这个能量——“量子”，自此量子诞生了，也说明了这个新的公式是建立在波的角度上。

量子诞生之后，爱因斯坦便联系光与量子之间的关系，1905年，爱因斯提出了一个假设“光量子”来证明光是波动的，但是“光量子”的诞生是传统的物理学领域无法接受的。

而量子也引发了几代物理学家们之间的争斗。

最为闻名的，就是1927著名的第五届索尔维会议上爱因斯坦与玻尔之间的争斗，

玻尔想让爱因斯坦承认他的量子力学理论是正确的，爱因斯坦认为玻尔的理论是错误的，奈何又拿不出实验依据，无法反驳。

说下了那句“上帝是不会掷骰子”。玻尔听到后就回怼爱因斯坦：

“请你不要擅自决定上帝要做什么！”

到了上世纪20年代中期，物理学家尼尔斯⋅玻尔、维尔纳⋅海森堡和同事们建立了量子理论，玻尔首先提出了量子跃迁的概念，但直到上世纪80年代才在实验室中被观察到。这套理论统称为哥本哈根诠释。

玻尔在早些时候就提出，原子中电子的能级（即能量状态）是量子化的，也就是说，电子只能使用某些能级，而所有中间能级都被禁止。他假设，电子通过吸收或者释放光量子颗粒即光子来改变自己的能量，而光子的能量，与允许存在的电子态之间的能隙相匹配。这就解释了为什么原子和分子能够吸收或释放特定波长的光，比如许多含铜盐是蓝色的，而钠灯则发出黄色的光。

在玻尔和海森堡着手发展的一套能够解释量子现象的数学理论中，海森堡列举了所有允许的量子态，暗示这些量子态之间的跃迁是瞬时的、不连续的。瞬时量子跃迁的概念，成为了哥本哈根诠释的一个基本理念。

量子力学的另一位奠基人、奥地利物理学家埃尔温⋅薛定谔并不赞同这个观点。薛定谔就对量子力学表示怀疑，薛定谔的理论中，他用波函数的波状实体来表示量子粒子，它们的变化是平缓的，随着时间发生连续变化，好比广阔海面上平缓的波浪一般。

薛定谔认为，真实世界中的事物不会不花一点儿时间就突然大变样，不连续的量子跃迁只是脑海中的一个幻想。在1952年发表的一篇题为“是否存在量子跃迁”的文章中，薛定谔坚定地回答：“不存在。”

二者争论的焦点不仅仅在于薛定谔喜不喜欢突然变化，而在于，玻尔等人的理论声称量子跃迁会随机发生，但说不出为什么就是那个特定时机。这就好像一个没有原因的结果，无疑是对自然因果律的极大挑战。

为了深入探究，人们需要观察到单次的量子跃迁。1986年，三个国际研究团队报告，他们在受电磁场作用下悬浮的单个原子中观察到了量子跃迁：原子在“亮”态和“暗”态之间来回转换，处在“亮”态时原子会发射一个光子，而“暗”态时则不会随机发射光子；原子在其中某一个状态下保持几十分之一秒到几秒的时间，然后再次发生跃迁。

自此之后，人们又在不同的系统中观测到了这样的跃迁，有光子在不同量子态之间的转换，也有固体材料原子在量子化的磁化状态之间跃迁。2007年，法国的一个科研团队报告发现了一种跃迁，符合他们所描述的“单个光子从出生、活跃到死亡”的过程。

量子力学有两个基本的过程，一个是按照薛定谔方程确定性地演化，另一个是因为测量导致的量子叠加态随机塌缩。薛定谔方程是量子力学核心方程，它是确定性的，跟随机性无关。那么量子力学的随机性只来自于测量。

在量子的世界里，世界的运行并不确定，一个物体可以同时处于两种相互矛盾的状态中。

我们只能预测各种结果出现的概率，却不能"左右"最后的结局。

【吸收热量相当于约500倍中国2020全年发电量 #2021年海洋增暖“又双叒叕”破纪录#】
1月11日，由中国科学院大气物理研究所牵头、联合全球14个研究单位23位科学家组成的国际研究团队发布了国际首份2021年海洋变暖报告。新数据表明，2021年海洋升温持续，成为有现代海洋观测记录以来海洋最暖的一年。同时，地中海、北大西洋、南大洋、北太平洋海区温度均创历史新高。相关研究成果发表在《大气科学进展》。

研究团队同时发布了两个国际机构的2021年海洋热含量数据，分别是来自中国科学院大气物理研究所的IAP/CAS海洋观测格点数据和来自美国海洋和大气管理局国家海洋信息中心（NOAA/NCEI）的NCEI格点数据。

最新的IAP数据显示，在2021年，全球海洋上层2000米吸收的热量与2020年相比增加了14 *1021焦耳，这些热量相当于约500倍中国2020全年发电量。

“全球变暖90%以上的热量储存在海洋中，相比常用的地表温度而言，受自然波动的影响小，因而海洋热含量变化成为判断全球是否变暖的最佳指标之一。” 论文作者、中科院大气物理研究所副研究员成里京说。

成里京还指出，过去80年中，海洋每一个十年都比前十年更暖。海洋变暖随之会引起一系列严峻后果，包括推升全球海平面、降低海洋二氧化碳吸收效率、增加海洋热浪发生概率、强台风/飓风更多、极端降雨更多等等，对人类活动和生态系统有重要影响。

报告还表明，海洋变暖在南大洋、中低纬度大西洋、西北太平洋等区域更为剧烈。为探究原因，研究团队使用了美国国家大气研究中心（NCAR）地球系统模型（CESM）的独立强迫实验，揭示了不同强迫因子对海洋变暖的贡献。实验表明，温室气体增加是驱动海洋变暖空间结构的主要原因，此外工业和生物气溶胶、土地利用等对海洋变暖也有一定的影响。

成里京说：“海洋对大气温室气体增加的响应较为缓慢和滞后，过去的碳排放导致的海洋变暖等影响将持续至少数百年之久，这一现象凸显了海洋在全球气候变化中的重要作用。我们应需要充分将海洋变暖的影响纳入气候风险评估、气候影响和应对当中。”https://t.cn/A6JqpabO

#2022第一场流星雨##象限仪是什么# 即将发生于明天凌晨的#象限仪流星雨#，是以一个目前已被废弃的星座——象限仪座来命名的，这个星座是法国天文学家拉朗德于1795年设立。
拉朗德老师早年做过一件很了不起的事儿：在1751年，他在柏林天文台，另一位天文学家拉卡伊在南非的好望角天文台，二人同时观测月亮。这两个地点几乎在同一经度，纬度则一南一北，相距甚远。他们用两地测量月球的天顶距的角度差，结合地球的半径，就算出了地球到月球的精密距离。这个成就使他年仅21岁就进入皇家普鲁士科学院柏林学院，以及后来入选了法国科学院。
在观测过程中，他们使用了来自英国仪器专家乔纳森·西森的象限仪。拉朗德老师后来设立象限仪座，估计就是为了纪念人类的这次跨越星空测量的壮举。可惜到了1920年，国际天文联合会在重新制订现行的88个星座时，弃用了象限仪座。不过仍然用这个星座的名字来命名该流星雨。
象限仪的形状是个四分之一圆的板子（因平面直角坐标系中，圆周被等分为四个象限而得名，也被称为四分仪），竖直于地面放置，能转轴平行于其中一条半径。圆心处有一根可以旋转的直杆，观测时沿着直杆两头的准星对准某个天体，就可以在圆弧上读出此天体的仰角或者与天顶的距角。咱国家的北京古观象台、南京紫金山天文台里，都有它的身影。
图一：拉朗德，图二：用于测量地月距的象限仪；图三：拉卡伊；图四：古观象台象限仪的模型；图五：壁画第谷的象限仪；图六：画有象限仪座的星图