提到“量子力学”，大家首先想到的可能是各种神秘的词汇——量子加密、量子通信、量子计算机等等。

关于量子力学的神秘之处，大家最可能听说过的一个著名实验是“薛定谔的猫”——这只神奇的猫到底处于“生”还是“死”的状态，在打开箱子之前没有人知道。

量子力学对这个神奇现象的解释是：猫的生死状态处于一种“波函数的叠加状态”，只有在经过“测量”——在这里也就是指“打开箱子”这个行为，波函数才会发生“坍缩”，猫的生死才会成为确定的结果。

图片来自：medium

万物皆是波

量子力学的神奇之处还远远不止于此——你可能不知道的是，在量子力学的世界里，宇宙中的万物都同时以“粒子”和“波”的两种形式存在，这个概念称为“波粒二象性”。

1924年，年轻的法国贵族路易·德布罗意在他篇幅短小的博士论文里大胆提出了这一假说，而这一想法最终得到了科学的证明，也为他带来了诺贝尔物理学奖。

波粒二象性

图片来自：azoquantum

量子力学告诉我们，万物皆是波——除了物质本身，自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度（约-273.15摄氏度）以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送能量，这种传送能量的方式就被称为辐射。

在物理学上，辐射是指通过波或粒子的形式从一个地方移动到另一个地方的能量。不同的波长和频率决定了辐射的传播距离、所携带的能量以及所造成的影响都大不相同。

我们在日常生活中就会接触到各种辐射。最常见的辐射源就包括太阳、微波炉、我们每天都离不开的手机等等。

这是不是此刻的你？

量子力学无处不在

大部分常见的辐射源不会对我们的健康造成影响，但有些辐射确实存在风险。根据不同的辐射类型，必须采取不同的措施来保护我们的身体和环境免受其影响，但同时，我们也可以从辐射的许多应用中受益。

我们每天出门见到的阳光，就是一种最常见的辐射。地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十亿分之一，但却是地球万物赖以生存的能量来源。太阳辐射中的紫外光谱部分频率更高，对生物会造成伤害，而多亏了地球上空覆盖的大气层，吸收了大部分紫外辐射，才能够让我们安全生活在地球表面。

不同波段的太阳光

热辐射在生活中的应用也很常见，比如鲜嫩多汁的炸鸡背后就有热辐射的“功劳”。很多人会好奇，为什么同样都是炸鸡，有些口感偏干，有些就鲜嫩多汁，特别好吃？

因为好吃炸鸡的背后用到了很多黑科技——它利用“热辐射+热对流+热传导”，烹饪出超美味的炸鸡。

嫩！

炸鸡炸的时间越长，水分流失就越多，而高温快炸可以减少水分的流失，保留最多肉汁，将肌纤维紧缩现象降至最低。先炸后蒸，就是炸鸡好吃美味的秘密武器！炸鸡进入蒸烤箱后，使用直喷式蒸汽进行蒸烤，避免冷凝水回滴到食物表面，再加上双螺旋结构，使食物受到均匀的蒸汽，才能保证炸鸡不会外熟内生。最后在蒸烤箱中，通过热辐射促使炸鸡进一步发生美拉德反应，产生不同程度的类黑精色素和特殊的食品风味，从而提供可口的风味和诱人的色泽。

你可能从未想过，好吃的炸鸡背后也有这么多奇妙之处——量子力学和炸鸡的结合，是不是挺“黑科技”的？

我们去医院检查身体的时候也常“遇见”辐射。

X射线是一种比紫外光频率更高的电磁波，其对人体的穿透能力也更强，因此可以用来诊断体内的疾病。我们熟悉的超声波、CT、核磁共振等检查项目，都是利用了不同频率的辐射来帮助我们“看到”体内发生的所有事情。在治疗方面，我们可以利用更高频率的辐射来杀死有害细胞，从而治疗癌症等疾病，这就是我们常常听到的“放疗”，例如放射性同位素碘-131被用于医治甲状腺癌；在治疗某几种癌症时，亦会利用钴-60所放出的γ射线。

核磁共振

除了以上这些我们能在生活中接触到的辐射之外，浩瀚宇宙的起源问题也与辐射息息相关。

在我们的宇宙诞生之初，伴随着“大爆炸”一起产生了大量的辐射，而这些辐射经历了漫长的上百亿年时光，现在仍然充斥在整个宇宙，并可以被我们测量(特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同，频率属于微波中的厘米波范围)。这种辐射被称为“宇宙微波背景辐射”， 是我们宇宙中最古老的“光”，同时也是认知宇宙起源的关键。

宇宙微波背景辐射

图片来自：wiki

好了，今天的博物物理课就上到这里。

给犯困的你再总结下课程要点：量子力学让我们对无处不在的辐射现象有了深刻的理解，了解了人类利用辐射来让生活更美好（疯狂下单炸鸡），还能利用辐射来理解宇宙的终极问题。

小到炸鸡，大到宇宙，量子力学无处不在，这大概就是量子力学的浪漫吧。

撰文 | 皮皮

部分图片来自 | 图虫创意

微信编辑 | 高兴