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#新科技 可控核聚变与量子力学:双轮驱动下的科技革命与文明跃迁 在人类探索自然规律的百年征程中,可控核聚变与量子力学如同两柄利剑,分别刺破了能源危机与微观世界的迷雾。前者以“人造太阳”为愿景,试图在地球上复现恒星能源的奇迹;后者则以量子叠加与纠缠为钥匙,解锁了信息时代与材料科学的无限可能。当这两大前沿领域交织共振,一场关乎文明存续与星际远征的科技革命正悄然酝酿。 一、可控核聚变:从“永动机”幻想走向工程现实 2. 全球技术竞赛的白热化 国际热核聚变实验堆(ITER)作为人类史上最大规模的国际科研合作项目,计划于2025年实现首次等离子体放电。这一由35国共同推进的“人造太阳”工程,旨在验证10倍能量增益的可行性,即输入1份能量、输出10份清洁电力。中国在此项目中扮演关键角色,不仅承担了磁体馈线系统等核心部件的100%国产化,更以全超导托卡马克EAST装置创造了1.5亿摄氏度下300秒稳态运行的纪录,为聚变堆的长时间运行提供了技术范式。 3. 中国方案的“双亿度”突破 2024年,中国“人造太阳”装置“中国环流三号”实现历史性跨越:等离子体中心离子温度达1.17亿度,电子温度突破1.6亿度,标志着我国在高温等离子体控制领域跻身世界第一梯队。这一突破意味着,聚变燃料可在接近太阳核心的温度下被“点燃”,而中国独创的“水冷磁约束”路线,则通过超导磁体与液态金属冷却的协同设计,大幅降低了工程复杂度与成本。 4. 商业化路径的清晰化 政策与资本的双重驱动下,可控核聚变的商业化进程显著提速。中国2025年通过的《原子能法》明确将聚变技术列为战略优先领域,中核集团、新奥集团等企业已启动聚变发电示范装置的研发。据预测,2035年前后,全球首座聚变商业电站有望并网发电,其每千瓦时0.1元的成本目标,将彻底颠覆传统能源格局,撬动一个覆盖材料、装备、运维的万亿级市场。 二、量子力学:从基础理论到颠覆性技术的百年蜕变 2. 2025诺奖:宏观量子效应的里程碑 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克团队,以表彰其在宏观量子隧穿效应与能量量子化领域的突破。这一发现不仅解释了超导体、量子霍尔效应等宏观量子现象,更为量子芯片、高精度传感器等技术的研发提供了理论基石。从1900年普朗克提出能量量子化假说,到21世纪量子计算机的……
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66662周前
视频耗时3个月制作,共计74分钟,将为你深度解读量子力学全貌。包括量子纠缠、量子隧穿、量子退相干、意识与观察者效应、波函数与概率波、测量坍塌效应、延迟选择量子擦除实验、量子计算机原理、哥本哈根诠释、量子场论。一口气带你看懂量子力学的核心知识。 量子力学基本原理:量子力学可以说是人类有史以来最成功的理论,继而引发了电子革命。尽管量子力学在应用上已经取得了巨大的成就,但是量子力学的本质依旧存在争议。这主要由于我们还无法认清波函数的本质,而波函数又引申出现实世界真实性的争论,对帮助我们了解现实的本质至关重要。 现实世界并不只是我们看得见摸得着的宏观物质,如果我们将这些宏观物质的尺度缩小到原子之下,就会发现这时候的世界就开始变得模糊。由于微观粒子没有明确的形状界限以及位置,它们更像是波,所以微观世界很难看得"清楚"。 如果你对深度物理学知识特别渴望,强烈推荐你下载抖音精选APP,这是抖音官方新推出的优质视频平台。它通过算法把抖音里优质的深度科普视频全部整理起来,完全免费也没有任何广告。里面不仅有更多超前理论、相对论、量子力学的科普视频,并且已经分类好成合集,打开就能连续刷,知识连贯性特别强,还有超多高分优质纪录片全部免费看。 现在点击视频左下角就能体验了。在标准模型我们已经找到了61种基本粒子,以目前的理论来看构成物质的像素点至少是基于这61种基本粒子而来的(包括反物质),也就是说没有内部结构所以也被称为量子。或者严格一点说基本粒子的内部结构暂时不知。 我们常常将基本粒子理解成点状形态,事实上基本粒子就没有明确的形状。按照德布罗意物质波的说法,所有物质都具有波动性,越接近基本粒子的物质其波动性越显著,而基本粒子的波动性已经达到极致,它们在空间表现上更像是波。正是由于基本粒子都是波,所以在描述基本粒子的运动规律时就特别麻烦。它们既没有明确的位置也没有明确的动量,所以无法用类似宏观世界的力学知识解释这种运动。直到薛定谔才搞出来了一个方程用于描述这种波动性,这就是薛定谔方程。 薛定谔方程的聪明之处就在于它抛弃了描述物质运动的传统思维。既然你基本粒子没有明确的位置和形状,那好我绕过这一点。基本粒子即便是波也总有动能和势能,所以你的动能加上势能就是你的总能量。而基本粒子的动能和势能又随着波的变化的改变,所以就需要在动能和势能中引入波动变化的波函数。 粒子的波函数用希腊字
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