5月26日晚,由未来学习发展中心、图书馆跨学科支持中心与物理学术拓展协会联合举办的《上帝掷骰子吗——量子物理史话》导读会在闵行校区图书馆主楼512会议室顺利举行。

作为未来学习工作坊·读书会第五期活动,本次读书会在形式上再度创新,采用“教师主讲、学生辅助”的共同导读形式,构建以学生为中心的主动式学习机制,推动跨学科背景下深度阅读与学术对话的有效开展。活动由物理学院高级实验师王春梅担任主讲人,物理学术拓展协会吴烨琪担任辅助领读人。
导读时光
活动伊始,王春梅以“火焰的影子”实验为切入点,通过酒精火焰及加过食盐的火焰,分别在LED灯与钠灯照射下呈现的不同成像特征,科普了原子能级跃迁、特征谱线吸收与量子态等核心概念。在此基础上,王春梅围绕该书的知识结构,梳理了从普朗克能量子假说到爱因斯坦光量子理论、玻尔原子模型、海森堡不确定性原理及薛定谔波动力学等关键节点,并对波粒二象性、量子叠加态、量子纠缠等概念进行了简单辨析。

物理学院王春梅
在主动式学习理念的指导下,物理学术拓展协会成员吴烨琪基于王春梅的主讲框架,辅助梳理了《上帝掷骰子吗》一书的结构与思想脉络。她系统介绍了经典物理学“黄金时代”向“两朵乌云”转型的学术历程,重点分析了托马斯·杨双缝实验、麦克斯韦电磁方程组、赫兹光电效应实验等的学术意义,并结合普朗克公式与爱因斯坦对光电效应的量子解释,阐述了量子力学对经典物理连续性与决定论的根本挑战。最后,她指出我国量子技术蓬勃发展,实现了从“旁观者”向“领跑者”的转变。

物理学术拓展协会吴烨琪
讲解过程中,王春梅不时补充与点评,师生之间形成了“主讲引领、辅讲呼应、集体共读”的良好氛围。
互动交流
在自由交流环节,与会学生围绕量子力学的哲学意涵、实验技术与应用前景等问题,与王春梅展开了深入对话。
问题1:
“观测行为干扰粒子状态”的量子结论与哲学中“物的实在性能否被把握”的讨论高度相关,观测仅能截取动态过程中的一帧,人是否因此无法真正把握物本身?
王春梅:这一理解与量子力学观测逻辑基本一致:量子态是多重可能叠加的概率状态,侦测行为会强制让它坍缩成单一确定状态,需要改变的是我们对“物质实在性”的理解,对于微观粒子,概率性就是它的“本真”。
问题2
如何分离并单独观测纠缠对中的一个粒子?量子研究是否有望应用于星际航行?
王春梅:坦言自身对底层机制尚不完全精通,但强调量子力学已超越经典物理的可感知范畴,其发展依赖于假设与实验的迭代验证。关于星际航行,她结合空间站建设、登月计划等国家重大工程,鼓励学生关注量子、AI、脑机接口等前沿领域。
问题3
对量子技术的实现非常感兴趣,想了解更多技术实现方面的典型案例。
王春梅:当前在原材料、激光器、计算组件及信息传递方面存在技术壁垒,像金刚石样品中的缺陷结构是产生量子效应的重要条件之一,我国多个团队正致力于突破这些关键技术。“九章”光量子计算机与“祖冲之号”超导量子处理器也是量子技术的突破性成果,从经典计算机的“0和1”到量子计算机的多态并行,正是量子叠加与纠缠赋予的全新算力想象空间。
本次导读活动是未来学习工作坊在阅读推广模式上的一次积极探索。通过“教师主讲、学生辅助”的形式,既保证了科学内容的深度与准确性,又充分发挥了学生的主动性,真正实现了以学生为中心的深度学习。图书馆将持续推出系列读书活动,欢迎广大师生积极参与。

