量子谜题 量子之谜中的错误观点）

8月科学教育网小李来为大家讲解下。量子谜题，量子之谜中的错误观点）这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧！

蝌蚪如何变成青蛙的？神秘的量子隧穿效应解释了这个生物学谜题

在不到六周的时间里，蝌蚪内部的组织发生重组，变成青蛙，这是生物学一大谜团！只有量子生物学才能揭示这个过程。

这一过程从生物学来说，酶发挥了重要的作用。

以它的尾巴为例。在几周的时间里，蛋白质和纤维被重新吸收，形成青蛙的新的肢体。这一过程需要数万亿的化学反应参与其中，打断分子，形成新的分子。但是支撑肉体的纤维是非常结实具韧性的，按道理说，把这些化学键打开需要很多年时间，这比蝌蚪的生命周期要长得多，这是困扰科学界的最大谜团。

涉及这一生命中最重要的分子被称为酶。酶具生物催化作用，比化学催化剂强万亿倍。比如我们读书时做的生物实验，用动物的肝脏去催化过氧化氢分解。在蝌蚪变青蛙的过程，蝌蚪的尾巴就是通过酶去分解坚韧的蛋白质的。这个蛋白称为胶原蛋白，胶原蛋白不仅存在于皮肤，还存在于肌腱，软骨，支撑着蝌蚪的结构。

知道是酶（胶原酶）去分解胶原蛋白后，但是酶是如何做到速度打断化学键的。这是一个问题就涉及到量子生物学。

我们把分子之间的化学键像成绳结，结比作原子的电子、质子让分子能够结合在一起。想要解开分子多的结，就必须移动质子。这一过程光有蛋白酶是不够的，酶的效率还是非常低的。

一般来说质子要移动，就需要足够的能量，还需要时间。这对于蝌蚪来说不大现实，这里需要的是量子生物学中的量子隧穿效应来解释。在量子世界中，质子不用越过能量的障碍，直接穿越隧道到达指定的位置。量子在这已过程并非实体，而是波的形式。在核物理中也是可以解释得通的。如果没有量子隧道效应，太阳也无法发光。

隧道的另一关键作用在于它的速度。非常快！

所以在蝌蚪变青蛙过程中，量子隧穿效应使得整个胶原蛋白很容易被解开。最后，其他酶来重建出青蛙的形状。

2000年，美国克雷数学研究所，提出了7个绝世难题，称之为“千禧难题”，每个难题悬赏100万美元征求证明，其中有一个难题格外引人注目，它就是大名鼎鼎的黎曼猜想，因为它是唯一一个双料难题。

早在1900年，希尔伯特提出的23个数学问题中，黎曼猜想就赫然在列。

也就是说，黎曼猜想是唯一一个双料难题——它既是希尔伯特问题，又是千禧难题。霸气外露，舍我其谁。

毫不夸张的说，黎曼猜想是当今数学界最重要也最难的数学谜题，没有之一。

倘若谁能证明黎曼猜想，那100万美元的奖金倒是其次，最重要的是无与伦比的伟大意义。

你别看黎曼猜想只是个猜想，一直都没有得到证明，但它已经成为广义相对论和量子力学融合的关键理论，这在物理上的意义简直无敌。

最狠的是，现代数学至少有超过1000条的数学命题是以黎曼猜想的成立为前提。

如果黎曼猜想被证明，所有这些数学命题都将升格为定理，那绝对是数学界前所未有的奇景。

除了黎曼猜想之外，再也没有任何一个理论可以达到如此境界，既空前，又绝后。

关于黎曼猜想等数学天才传奇，推荐大家看看一本神书，名为《数学那些事》。

《数学那些事》一书中，讲述了一代代伟大数学家的命运和功绩，比如欧拉、费马、莱布尼茨、伯努利等……数学从古至今的发展历程，呈现在我们眼前……完美展现出了那段波澜壮阔、激荡人心的数学史诗。

《数学那些事》的作者邓纳姆是个真正的大神，著名数学家，而且还是知名的科普作家。

《数学那些事》，是一群天才的伟奇之路,各路数学大神齐聚，编织出了一个激荡人心的华丽篇章。

这本书，虽然讲的数学，看似应该高深，但却非常好读，只要具备高中数学知识都能读懂。不管是自己阅读，还是拿来送亲戚朋友，都是非常合适的！

书不贵，一顿奶茶钱而已，喜欢的朋友不要错过，链接在下方，自取！

数学那些事

暗物质、暗能量都只是假说，有检测证明吗？有实物证据吗？别忽悠老百姓了//@科技袁人袁岚峰:人类之所以能够看见、听见、摸到、闻到和尝到各种东西，归根结底都是原子分子间电磁作用的结果，暗物质因为不参与电磁作用，所以我们难以感知到它的存在。暗物质广泛地分布在宇宙中，可以形象地比喻为：成吨的暗物质可以轻易地穿透我们的身体，而我们人类包括所有已知的生物根本就无法察觉。不仅如此，这些神秘的暗物质的总量比我们能够感知到的普通物质多出很多倍，它们才是构成这个大千世界的主体物质。探测与发现暗物质作为物理学中的重大问题之一，有着独特的魅力。天文学研究通过引力效应观测到了宇宙中存在大量的不可见物质（即暗物质），暗物质到底是什么？是否像已知的其它物质形态一样可以用基本粒子理论来描述？这是困扰人类近一个世纪的大谜题。人类积极开展对暗物质根本属性的探究，这当中运用的技术手段与研究方法涉及到天文、空间、深地、量子以及加速器实验等各个领域。2022年12月11日14:00，由中国科学技术大学物理学院、核探测与核电子学国家实验室、中国科学技术大学粒子科学与技术研究中心、中国科学院星系宇宙学重点实验室、中国科学院微观磁共振重点实验室、中国科学院科学传播研究中心组织发起，邀请5位中国科大一线探索的青年科学家，在中国科学技术大学艺术教学中心联袂呈现系列科普短讲座，讲述暗物质探测，和观众们一同探究暗物质的奥秘，为公众科普暗物质研究的最新动态。本次沙龙特别安排了钢琴演奏，以契合暗物质主题的神秘乐曲作为开场，青年学者们尝试着将最抽象的科学研究用最感性的方式进行形式上的提炼与表达，这是在科普实践中将艺术与科学进行有机融合的新尝试。五位报告嘉宾都是顶尖科研机构的一线骨干科学家，他们将结合自己的研究领域，从不同的维度与层面为大家科普暗物质研究的最新成果与动态，整个活动将预留一半时间开放给观众提问互动，你的疑问将会得到科学最前沿探索者的解释与探讨。我们在FIND论坛——暗物质沙龙为大家准备了最前沿的科普内容，在这里每位参与者都能与暗物质探测领域的大咖们进行面对面的探讨和对话，在环境优雅的艺术教学中心共同体验科学与艺术的交融与启发。“FIND论坛”是中国科学院科学传播研究中心联合中国科学技术大学物理学院共同打造的品牌化科普栏目，旨在将最前沿的自然科学研究成果与动态进行专业化的科学传播。“FIND论坛”分为学术论坛与科普沙龙两个系列，本次FIND论坛——暗物质沙龙为大家准备了暗物质研究领域最新的科普内容，在这里每位参与者都能与暗物质探测领域的大咖们进行面对面的探讨和对话，在环境优雅的艺术教学中心共同体验科学与艺术的交融与启发。今天下午，欢迎大家在科技袁人抖音账号收看直播！

科技袁人袁岚峰头条群星榜·10月人气作者 中国科学技术大学副研究员 科技与战略风云学会会长

人类之所以能够看见、听见、摸到、闻到和尝到各种东西，归根结底都是原子分子间电磁作用的结果，暗物质因为不参与电磁作用，所以我们难以感知到它的存在。暗物质广泛地分布在宇宙中，可以形象地比喻为：成吨的暗物质可以轻易地穿透我们的身体，而我们人类包括所有已知的生物根本就无法察觉。不仅如此，这些神秘的暗物质的总量比我们能够感知到的普通物质多出很多倍，它们才是构成这个大千世界的主体物质。探测与发现暗物质作为物理学中的重大问题之一，有着独特的魅力。天文学研究通过引力效应观测到了宇宙中存在大量的不可见物质（即暗物质），暗物质到底是什么？是否像已知的其它物质形态一样可以用基本粒子理论来描述？这是困扰人类近一个世纪的大谜题。人类积极开展对暗物质根本属性的探究，这当中运用的技术手段与研究方法涉及到天文、空间、深地、量子以及加速器实验等各个领域。2022年12月11日14:00，由中国科学技术大学物理学院、核探测与核电子学国家实验室、中国科学技术大学粒子科学与技术研究中心、中国科学院星系宇宙学重点实验室、中国科学院微观磁共振重点实验室、中国科学院科学传播研究中心组织发起，邀请5位中国科大一线探索的青年科学家，在中国科学技术大学艺术教学中心联袂呈现系列科普短讲座，讲述暗物质探测，和观众们一同探究暗物质的奥秘，为公众科普暗物质研究的最新动态。本次沙龙特别安排了钢琴演奏，以契合暗物质主题的神秘乐曲作为开场，青年学者们尝试着将最抽象的科学研究用最感性的方式进行形式上的提炼与表达，这是在科普实践中将艺术与科学进行有机融合的新尝试。五位报告嘉宾都是顶尖科研机构的一线骨干科学家，他们将结合自己的研究领域，从不同的维度与层面为大家科普暗物质研究的最新成果与动态，整个活动将预留一半时间开放给观众提问互动，你的疑问将会得到科学最前沿探索者的解释与探讨。我们在FIND论坛——暗物质沙龙为大家准备了最前沿的科普内容，在这里每位参与者都能与暗物质探测领域的大咖们进行面对面的探讨和对话，在环境优雅的艺术教学中心共同体验科学与艺术的交融与启发。“FIND论坛”是中国科学院科学传播研究中心联合中国科学技术大学物理学院共同打造的品牌化科普栏目，旨在将最前沿的自然科学研究成果与动态进行专业化的科学传播。“FIND论坛”分为学术论坛与科普沙龙两个系列，本次FIND论坛——暗物质沙龙为大家准备了暗物质研究领域最新的科普内容，在这里每位参与者都能与暗物质探测领域的大咖们进行面对面的探讨和对话，在环境优雅的艺术教学中心共同体验科学与艺术的交融与启发。今天下午，欢迎大家在科技袁人抖音账号收看直播！

（原）金钱和科学不是万能的，没有金钱和科学却是万万不能的，这说明金线和科学的非万能性符合社会哲学逻辑论的等效原理。为了克服金钱和科学或自然科学不能解决所有“人性的弱点”和“道德的塌陷”带来的弊端，提倡全民阅读或重视哲学社会科学的研究和普及是有效的方法之一。出席“两会”的哲学社会科学界的代表委员呼吁加强哲学社会科学研究和教育，为文化繁荣和文明进步“保驾护航”。

像现代物理学的“三大谜题”——量子引力、暗物质和暗能量远离了人们的日常生活和社会经济活动，这些最基础的科学问题确实解决不了全球当下面临的包括疫情和气候变化在内的各种危机和挑战难题。有的网站对我的文章“理论假设和实验检验”感到了“左右为难”，似乎有“鼓弄玄乎”的嫌疑，但我不是第一个、也不会是最后一个提及物理学三大疑难的人。技术和自然科学为人类的科学认识和应用提供了线索，而哲学和社会科学为人类的物质生产力和精神文明搭建了框架。

#哲学社会科学#

243 年历史的欧拉难题有了量子解决方案

1779 年瑞士数学家欧拉（Leonhard Euler）提出了一个后来闻名遐迩的难题：有六个军团，每个军团都有六名军衔不同的军官。是否可以将这 36 名军官排成一个6×6的方队，让方队每行每列中的军官所属的军团和军衔都各不相同。

如果是五个军团和五种军衔，或者是七个军团和七种军衔，这个难题容易解决。在为 36 名军官的情况寻找解决方案无果之后，欧拉得出结论：“这种排列是不可能实现的，尽管无法给出严格的证明。”一个多世纪后，法国数学家 Gaston Tarry 证明，确实没有办法将欧拉的 36 名军官排列在一个 6×6 的方队中而不重复。1960 年，数学家使用计算机证明，只要军团和军衔数量是大于 2 的任何数字，解决方案就存在，但奇怪的是——6 除外。

2000 多年来，类似的谜题一直吸引着人们。世界各地的文化中都有“幻方”，即让每行和每列上所有数字相加的和都相等的数字方阵，以及“拉丁方阵（Latin squares）”，即每个符号在每行和每列中都出现一次。这些方阵被用于艺术和城市规划，也被人们娱乐。一种流行的拉丁方阵——数独——要求子方格中也没有重复的符号。欧拉的 36 名军官的谜题要求一个“正交的拉丁方阵”，其中两种属性——军衔和所属军团要同时满足拉丁方阵的规则。

尽管欧拉认为不存在这样的 6×6 方队，但游戏最近有了改变。在网上发布并提交给《物理评论快报》的一篇论文中，印度和波兰的一组量子物理学家证明，可以以符合欧拉标准的方式安排 36 名军官——只要这些军官拥有军衔和军团的量子混合。这是开发量子版本幻方和拉丁方阵工作的最新成果，这不仅是为了娱乐和游戏，还可以应用于量子通信和量子计算。

数学是一切科学的基础，此其意义之一；好奇心、探索欲为人类之特质，所以人类不惜负重前行，而这往往带来科学、技术爆发的机会和概率。//@局中人手记:我们的宇宙是数学的，这一点可能很多人不敢想象，看起来完全无用的费马大定理，现在也被物理学家用于解决量子力学和广义相对论的融合。//@竹马戏春梅:很多时候我就在想这些数学家不以解决现实问题而自豪，却以解决一些毫无意义的数学谜题为荣，这是不是违背了社会的发展规律？

局中人手记

法国数学家费马有一次在书的空白处写下了优雅的费马大定理，又标注说自己没有足够的空间写下证明过程，后来他没来得及做更详尽的阐释便离世了。一代又一代的数学家一直在努力寻找证明，始终没有成功，还有很多人穷尽一生来研究这个定理，却一无所获。没有人能肯定费马的定理是否正确，或者是否又真的能被证明。安德鲁·怀尔斯10岁时，在他所在地方公共图书馆无意间接触到费马大定理：“费马大定理看起来是那么简单，然而历史上伟大的数学家都无法解决它。这样，问题便来了：我，一个10岁的孩子，能够理解，从那时起，我就知道我不会放走这个定理。”想要解决费马大定理的念头是一个“登月计划”。成年后，怀尔斯私下用了7年来研究这个问题。他对自己未来是否成功太不确定了，以至于一直没有向女友提及他正在研究费马大定理，直到婚后才向她坦白。为了解决这个问题，怀尔斯将以前从未同时使用过的数学方法融合在一起。他创造性地利用费马无法接触到的方法。终于，1993年6月，等到英国剑桥演讲的最后一刻，他才宣布他已经解决了费马大定理。听众震惊了。几小时内，这则新闻就成为全球的头条。这是一个历史性的时刻：一个延续3个多世纪的数学之谜终于被破解了。当全世界的同行都在等待他公布结果时，怀尔斯已经出现在《人物》杂志和CNN上。历经数年辛苦耕耘，最后他终于成了国际名人。但是怀尔斯犯了一个错误。审稿人在他的稿件中发现了一处逻辑上的缺口。在他发表大胆声明半年后，他对费马大定理的证明最终被发现是无效的。同年9月，怀尔斯的妻子对他讲，她唯一想要的生日礼物便是正确的证明。妻子的生日过去了，怀尔斯还是没成功，为了填补这个漏洞，他尝试了所有方法，但依然毫无效果。1994年4月3日，别人转发给怀尔斯一封邮件。该邮件宣称，怀尔斯的一位对手发现存在一个很大的数，它违背了费马大定理，从而证明了费马大定理是错误的。怀尔斯面对的是他一直以来最害怕的结果：他的失败是因为费马大定理本身就是错的。在解决这令人生畏的难题所冒的风险中，这是无法克服的。他将自己的职业生涯押在了本不真实的事情上。但之后发现，怀尔斯于4月3日收到的那封邮件的原始邮件是4月1日发出的，即原始邮件原是愚人节的玩笑。怀尔斯又重拾了希望，继续他的冒险。同年晚些时候，他修正了自己的证明。怀尔斯将修正过的手稿送给妻子作为生日礼物——虽然这个礼物晚来了一年。他一生的赌注终于得到了回报：怀尔斯通过了终点线，没有被自己的错误打倒。但这种努力与付出在动物王国里是不可能出现的：鲨鱼、白鹭和犰狳不会让自己投入到10年的项目中，它们时间有限。怀尔斯努力的特质只有人类才具备，这需要几十年的“延迟满足”：一种抽象的、想象出来的奖励，来激励人们不断努力向前。

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