量子的发现动摇了物理学的所有根基，影响的只有物理学么？ _物理学

施郁

（复旦大学物理学系教授）

【量子的发现动摇了物理学的所有根基，影响的只有物理学么？】

首先我们要定义一下物理学。按照我的定义，物理学就是所有自然科学。那标题中的问题就是有没有对自然科学之外产生影响。

实际上是有的，很大的影响。比如说1945年爆炸的原子弹，是建立在量子物理基础上的，改变了世界，加速了日本的投降，减少了他们在中国和其他地方的犯罪时间。在比如，信息技术首先建立在半导体物理和磁性物理的基础上，这两个物理分支都是建立在量子力学的基础上。信息技术怎么改变世界的就不用多说了吧，只要你想想你怎么能在这里问问题。

1990年代，诺贝尔奖得主莱德曼就说过量子力学贡献了当时美国国内生产总值的三分之一。更何况今天？

你可能说这些技术上的进步也是量子力学在物理学上的变革引起的。但是，技术本来就是建立在科学基础之上的。

你可能不同意将物理学等同于整个自然科学。那么，另一种说法是，正是量子力学使得其他科学统一到物理学。

比如化学以前是经验科学，对化学反应的本质认识不够深入。有了量子力学，终于明白化学反应不过是分子或原子之间交换电子而已。所有的化学过程本质上都可以用量子力学去解释。所以说化学是物理学的一部分。

再比如天文学。虽然行星运动这些天体力学问题可以算是牛顿力学的应用，但是原来有很多天文现象无法解释。一个很简单的问题是星星为什么会发光。有了量子力学后，才知道这是恒星内部的原子核反应导致的。

如此等等等等。

其他网友观点

量子力学影响的是人类对客观物质世界的基本认知，在量子力学发展之前，人们认为的世界是确定性的，如果给定研究对象的初始位置和初速度，则可以对其之后的运动轨迹做精确的预言，但在量子力学中，由于不确定性原理，我们不能同时确定微观粒子的位置和动量，而只能用波函数去描述它。

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图1. 遗传物质DNA

由于量子力学的理论涉及到的是物质微观世界最基本组成部分的理论，因此势必对由基本物质粒子组成的宏观世界造成影响。在量子力学发展之后，随之便如雨后春笋般地发展出了许多新的学科，比如量子化学、量子技术、量子计算机等等。因此与其说量子力学的发展影响的是物理学，倒不如说影响的是所有基础科学和工业技术，甚至有可能导致一场（有可能正在发生）量子技术引起的工业革命。

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图2. 薛定谔著作《生命是什么》

奥地利物理学家薛定谔在其著作《生命是什么》一书中，从量子物理的角度去描述了生命的微观奥秘和进化的秘密。他的基本出发点就是如果我们知道了单个粒子的基本规律，那么运用量子统计物理的基本原理是否可以推导出生命的本质规律。在这本书中，薛定谔前瞻性地提出了很多很具革命性的概念，比如“负熵” ，薛定谔认为，一个生命体在处于开放环境中时，从环境中汲取“负熵” ，使生命体系统实现有序，达到一个“熵减”的需求，正是生命体的“新陈代谢”过程让其可以消除它自身活着的时候产生的熵。正是基于这一点，北大生命科学学院教授饶毅老师把生命的离去定义为“你所含全部原子再度按热力学第二定律回归自然” ，也就是不能再实现“负熵”的过程。