第115章 天下誰人不識君
第117章 天下誰人不識君
除了王教授，還有幾張與面熟，但叫不出名字的臉。
二三排還來了一些中青年學者。
等到9點鐘時，全場已經坐無虛席了。
王院士站起身來，也沒用話筒，就那麼中氣十足地開口。
「都靜一靜，今天請來的這位，不用我多介紹。」
「前一陣子鋼渣提鈦，滿BJ鬧得風風雨雨。」
「沒過多久的315晚會上的事情，你們都看過報紙，估計沒人不知道他。」
「鋼渣提鈦、無鉛汽油，那都是人家順手做的小玩意。」
「今天他要講的是真正的大東西。」
「絕對零度和玻色一愛因斯坦凝聚態！」
會場裡安靜了一瞬，隨後響起了一陣壓低了的議論聲。
絕對零度？
那不是熱力學第三定律的內容嗎？
這東西再講，能講出什麼花來？
林宇跟著王院士的介紹站起身來，再次和大家打了聲招呼後。
便站到了講台前。
把手裡的幾張紙放在桌上。
這是他前兩天寫下來的提示稿。
但他其實根本就不用看，這有些東西都刻在腦子裡了。
他抬頭掃了一下台下那些好奇、審視和挑剔的目光，開口道。
「各位老師、各位同學。」
林宇開口，聲音很穩。
「今天想和大家聊聊冷，不是冬天的那種冷。」
「是物理意義上的冷。也就是絕對零度！」
他轉身在黑板上寫下幾個數字：
—273.15℃
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0 K
「這個溫度，理論上存在，但永遠無法真正達到。」
林宇敲了敲黑板：「熱力學第三定律說得很清楚：不可能通過有限次操作把任何系統冷卻到絕對零度。」
「這不是技術問題，是原理問題。」
台下有人點頭，這是常識。
「但是...」
林宇話鋒一轉。
「我們其實可以無限接近它。」
「你們知道無限接近的時候，會發生什麼嗎？」
林宇在黑板上簡單地畫起來了圖。
簡單的坐標軸，橫軸是溫度，縱軸是某種物理量。
「大家知道，溫度的本質是粒子熱運動的劇烈程度。」
「溫度越高，粒子蹦得越歡；溫度越低，它們越安靜。」
「當溫度降到足夠低的時候，粒子的量子特性就會顯現出來。」
林宇在黑板上畫了幾個小球，又畫了幾條波浪線。
「溫度是什麼？大家初中就學過，溫度是物體冷熱程度的度量。分子運動越劇烈，溫度就越高。」
「那麼問題就來了...」
他頓了頓，在黑板上寫下另一個詞：極限。
「溫度有沒有上限？」
「理論上沒有。恆星內部可以有幾千萬度，核爆炸瞬間可以有幾億度。」
「可是溫度有沒有下限？」
台下靜了一瞬，然後有人小聲說：「絕對零度。」
「對，絕對零度！」
林宇點點頭，「零下273.15攝氏度，熱力學溫標的零點。」
「在這個溫度下，分子運動停止，物體的內能達到最小。那麼問題又來了..
，他轉過身，目光掃過台下。
「在這個溫度下，物質會是什麼樣子的？」
教室里安靜下來。
這個問題，在場的每個人都能回答：分子停止運動，物質凝固，變成固體。
但每個人又都知道，答案沒那麼簡單。
林宇拿起粉筆，在黑板上畫了一個簡單的示意圖。
「按照經典物理學的理解，絕對零度下，物質應該處於能量最低的狀態，原子排列成完美的晶體，一動不動。」
「可量子力學告訴我們，事情沒那麼簡單。」
「所謂測不準原理。」
「極速位置和動量不能同時確定。」
「如果原子被完全固定在某一點，那它的動量就會無限不確定，意味著它有無限大的動能。」
「所以，即使在絕對零度，原子也不可能完全靜止。」
台下開始有人交頭接耳。
這個說法他們知道，但林宇接下來的話，讓他們愣住了。
「那麼，絕對零度下，原子到底在幹什麼？」
林宇頓了頓，然後一字一句地說：「它們會失去個體身份，全部變成同一個東西。」
教室里瞬間安靜得能聽見呼吸聲。
林宇轉身，在黑板上寫下幾個大字：玻色—愛因斯坦凝聚態。
林宇繼續講到：「經典物理告訴我們，粒子是粒子。」
「量子物理告訴我們，粒子也是波。」
「常溫下，我們只看到粒子性。」
「但在極端低溫下，波動性會占據主導。」
「這時候，物質的形態會發生變化。」
林宇頓了頓，加重了語氣。
「不是固液氣那種變化。是更根本的變化，量子態的重新組織。」
講到這報告廳里安靜下來，有人開始認真記筆記。
量子力學的東西就不是所有人都涉獵的了，這年代書少老師少。
實在是稀缺。
林宇繼續往下講。
從開爾文的絕對溫標，講到能斯特的熱定理，講到德拜模型里比熱容隨溫度三次方下降的規律。
這些是理論框架，是地基，他不把這些講出來，學生們估計就跟不上了。
他刻意控制著節奏，鋪路一般的慢慢講述，好讓後面真正重要的東西能穩穩地傳到每個人的心裡。
這會兒，台下的各種審視的目光就收斂了很多了。
能把這些東西都娓娓道來的講出來，在場的大部分學生就已經自愧不如了。
但到這...
對林宇來說知識才剛剛開始！
「那麼，問題來了。」
林宇放下粉筆，拍了拍手上的灰。
「當我們把溫度降到足夠低，比如低於百萬分之一開爾文的時候，會發生什麼？」
他目光掃過台下，最後落在前排那幾位老先生身上。
「1924年，玻色寄給愛因斯坦一篇論文。」
「愛因斯坦意識到這篇論文的重要性，親自把它翻譯成德文發表，並且做了一件更重要的事。」
「他把玻色的統計方法推廣到了有質量的粒子身上。
，林宇轉身，在黑板上寫下一行公式。
他寫下一行公式：△.·△p≥h/2。
「然後愛因斯坦預言了一個現象：當溫度低到某個臨界值以下，大量玻色子會突然凝聚到同一個量子態上。」
「這不是部分凝聚，而是宏觀數量的粒子，幾百萬個、幾千萬個！全部處於完全相同的狀態。」
「宏觀物質，將會直接呈現出量子態！」
林宇講到這後，稍微停頓了一下，讓這句話在空氣里迴蕩。
讓人們消化一下這句話。
除了王教授，還有幾張與面熟，但叫不出名字的臉。
二三排還來了一些中青年學者。
等到9點鐘時，全場已經坐無虛席了。
王院士站起身來，也沒用話筒，就那麼中氣十足地開口。
「都靜一靜，今天請來的這位，不用我多介紹。」
「前一陣子鋼渣提鈦，滿BJ鬧得風風雨雨。」
「沒過多久的315晚會上的事情，你們都看過報紙，估計沒人不知道他。」
「鋼渣提鈦、無鉛汽油，那都是人家順手做的小玩意。」
「今天他要講的是真正的大東西。」
「絕對零度和玻色一愛因斯坦凝聚態！」
會場裡安靜了一瞬，隨後響起了一陣壓低了的議論聲。
絕對零度？
那不是熱力學第三定律的內容嗎？
這東西再講，能講出什麼花來？
林宇跟著王院士的介紹站起身來，再次和大家打了聲招呼後。
便站到了講台前。
把手裡的幾張紙放在桌上。
這是他前兩天寫下來的提示稿。
但他其實根本就不用看，這有些東西都刻在腦子裡了。
他抬頭掃了一下台下那些好奇、審視和挑剔的目光，開口道。
「各位老師、各位同學。」
林宇開口，聲音很穩。
「今天想和大家聊聊冷，不是冬天的那種冷。」
「是物理意義上的冷。也就是絕對零度！」
他轉身在黑板上寫下幾個數字：
—273.15℃
看書認準 TW 看書網，𝔰𝔥𝔲.𝔱𝔴超給力
0 K
「這個溫度，理論上存在，但永遠無法真正達到。」
林宇敲了敲黑板：「熱力學第三定律說得很清楚：不可能通過有限次操作把任何系統冷卻到絕對零度。」
「這不是技術問題，是原理問題。」
台下有人點頭，這是常識。
「但是...」
林宇話鋒一轉。
「我們其實可以無限接近它。」
「你們知道無限接近的時候，會發生什麼嗎？」
林宇在黑板上簡單地畫起來了圖。
簡單的坐標軸，橫軸是溫度，縱軸是某種物理量。
「大家知道，溫度的本質是粒子熱運動的劇烈程度。」
「溫度越高，粒子蹦得越歡；溫度越低，它們越安靜。」
「當溫度降到足夠低的時候，粒子的量子特性就會顯現出來。」
林宇在黑板上畫了幾個小球，又畫了幾條波浪線。
「溫度是什麼？大家初中就學過，溫度是物體冷熱程度的度量。分子運動越劇烈，溫度就越高。」
「那麼問題就來了...」
他頓了頓，在黑板上寫下另一個詞：極限。
「溫度有沒有上限？」
「理論上沒有。恆星內部可以有幾千萬度，核爆炸瞬間可以有幾億度。」
「可是溫度有沒有下限？」
台下靜了一瞬，然後有人小聲說：「絕對零度。」
「對，絕對零度！」
林宇點點頭，「零下273.15攝氏度，熱力學溫標的零點。」
「在這個溫度下，分子運動停止，物體的內能達到最小。那麼問題又來了..
，他轉過身，目光掃過台下。
「在這個溫度下，物質會是什麼樣子的？」
教室里安靜下來。
這個問題，在場的每個人都能回答：分子停止運動，物質凝固，變成固體。
但每個人又都知道，答案沒那麼簡單。
林宇拿起粉筆，在黑板上畫了一個簡單的示意圖。
「按照經典物理學的理解，絕對零度下，物質應該處於能量最低的狀態，原子排列成完美的晶體，一動不動。」
「可量子力學告訴我們，事情沒那麼簡單。」
「所謂測不準原理。」
「極速位置和動量不能同時確定。」
「如果原子被完全固定在某一點，那它的動量就會無限不確定，意味著它有無限大的動能。」
「所以，即使在絕對零度，原子也不可能完全靜止。」
台下開始有人交頭接耳。
這個說法他們知道，但林宇接下來的話，讓他們愣住了。
「那麼，絕對零度下，原子到底在幹什麼？」
林宇頓了頓，然後一字一句地說：「它們會失去個體身份，全部變成同一個東西。」
教室里瞬間安靜得能聽見呼吸聲。
林宇轉身，在黑板上寫下幾個大字：玻色—愛因斯坦凝聚態。
林宇繼續講到：「經典物理告訴我們，粒子是粒子。」
「量子物理告訴我們，粒子也是波。」
「常溫下，我們只看到粒子性。」
「但在極端低溫下，波動性會占據主導。」
「這時候，物質的形態會發生變化。」
林宇頓了頓，加重了語氣。
「不是固液氣那種變化。是更根本的變化，量子態的重新組織。」
講到這報告廳里安靜下來，有人開始認真記筆記。
量子力學的東西就不是所有人都涉獵的了，這年代書少老師少。
實在是稀缺。
林宇繼續往下講。
從開爾文的絕對溫標，講到能斯特的熱定理，講到德拜模型里比熱容隨溫度三次方下降的規律。
這些是理論框架，是地基，他不把這些講出來，學生們估計就跟不上了。
他刻意控制著節奏，鋪路一般的慢慢講述，好讓後面真正重要的東西能穩穩地傳到每個人的心裡。
這會兒，台下的各種審視的目光就收斂了很多了。
能把這些東西都娓娓道來的講出來，在場的大部分學生就已經自愧不如了。
但到這...
對林宇來說知識才剛剛開始！
「那麼，問題來了。」
林宇放下粉筆，拍了拍手上的灰。
「當我們把溫度降到足夠低，比如低於百萬分之一開爾文的時候，會發生什麼？」
他目光掃過台下，最後落在前排那幾位老先生身上。
「1924年，玻色寄給愛因斯坦一篇論文。」
「愛因斯坦意識到這篇論文的重要性，親自把它翻譯成德文發表，並且做了一件更重要的事。」
「他把玻色的統計方法推廣到了有質量的粒子身上。
，林宇轉身，在黑板上寫下一行公式。
他寫下一行公式：△.·△p≥h/2。
「然後愛因斯坦預言了一個現象：當溫度低到某個臨界值以下，大量玻色子會突然凝聚到同一個量子態上。」
「這不是部分凝聚，而是宏觀數量的粒子，幾百萬個、幾千萬個！全部處於完全相同的狀態。」
「宏觀物質，將會直接呈現出量子態！」
林宇講到這後，稍微停頓了一下，讓這句話在空氣里迴蕩。
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