Novak的英文绘本之路【大脑洞妈妈读绘本】——宝宝的量子物理
热度 2 已有 159 次阅读 2017-4-25 14:21 系统分类:英语学习 扎克伯格 , 宝宝的量子物理 , 薛定谔 , 材料计算学
eng……今天有大脑洞brain hole的Novak妈妈又来给大家奉献上我给儿子讲的绘本了，今天的绘本是什么呢——当当当当~扎克伯格同款《宝宝的量子物理学》横空出世——
绘本名称：宝宝的量子物理学
很多人说这本书都是爸爸读的，但是我儿子的这本书是妈妈读的，因为妈妈就是学材料学的，研究生很重要的一门必修课就是固体物理（也就是量子物理++），材料物理必备课程。而且妈妈做的研究就是材料计算学。我会说一些原理和我的一点解释，更详细的资料可以去百度……这里只是提点关键的点，可以作为关键词，知道可以给孩子讲点什么。
说到量子物理，就要从物理学晴空上的两片乌云说起，顽固的老头子开尔文勋爵（就是提出绝对零度那个啦）说，物理学的大厦已经基本建立，就只剩下一些小修小补的工作，其中有两个没有解决的“小乌云”。不过正是小小的乌云催生了20世纪最伟大的发现——相对论和量子物理。
相对论一出，什么质量不能改变，牛顿力学追击问题相遇问题什么的都弱爆了，经典力学被彻底颠覆了，时间和空间变得诡异，只要你能跑过光就能长生不老，完全给那些追求长生不老的老皇帝提供了比什么有毒的丹药更有效的方式。而量子力学，彻底打破了我们对所看到的一切事物的认识，一切都是非连续的，能量是一份一份的，光谱里的光线有的颜色是没有的，甚至决斗的时候想用子弹射击别人，子弹都可能拐弯打到自己……量子力学刚刚出现的时候，就有很多人热衷于写这样的侦探小说（好像是说，有一个侦探的助手，看到两个人决斗，一个人躲在柱子后面还是被打死了，就觉得是子弹因为量子力学原理——是说所有的物质都可以出现在任何地方，只是直线的概率大，请参见德布罗意波——拐弯了，然后那个侦探说，对于子弹这么大质量的物体，出现这种情况的概率可能只有几亿亿分之一，你还是看看是不是其他人放了冷枪吧）。
量子力学源于光的波动学说和粒子学说争论，现在我们知道光具有波粒二象性，怎么可能有一种东西又是波又是粒子呢？我的理解是波动是宏观的，粒子性是微观的，对于一个光子（光的粒子的最小单位，就像是小球），它可以运动到任何位置，而对于一堆光子，就是宏观的光，就会发现他们的运动是有一定规律的，比如干涉和衍射，光子之间会互相影响，就像是商量好了，它们形成了波，在某个地方出现的概率最大，叫做概率波（其他地方也是有可能出现的，就像是拐了弯的子弹）。其实就像是一群人在跳集体舞，每个人有一个动作，从远处看就是一会儿排成了S形，一会儿排成了B形……（虽然也总有那么一两个人忘了动作，但是人特别多的时候，从远处看就不那么明显了）
光也是粒子，这世界的一切都是粒子组成的。之前反对不确定性的人说，上帝不掷骰子，现在，有了量子力学，上帝不但掷骰子，还玩拼图。原子的轨道也被分成一小份一小份，每一小份能量提供给一个电子可以跳到另外一个小份的轨道上去……就像是跳房子，只能在房子里跳，不能跳到外面去，这就要求用的力气也必须是某个值，这样才能准确的一份份跳。
对于这种不确定的概率波，研究的最好的是薛定谔，薛定谔的猫就是对这个情况的一个具体说明。薛定谔对于我这种做材料计算学的人来说，就是神一样的存在，哦，不，他就是材料计算学世界的神，一切都是由他创造。期初薛定谔创造天地，薛定谔说，要有光，就有了光，薛定谔觉得光是好的，就把光和暗分开……材料计算学如果可以看成圣经，那么这圣经里的上帝就是薛定谔。因为有了薛定谔方程，材料计算学才真正有了理论基础。整个材料计算学就是在解薛定谔方程。各种近似理论来解薛定谔方程，然后就诞生了各种各样的计算模拟方法……然后就有了材料计算学，然后学计算机的又把它们做成了软件……
于是，材料学进入了新纪元。
在材料计算学发展之前的材料学，是实验材料学阶段，是经验科学，就像是炒菜一样，各种原料放在一起炒一炒，这个多加点测测，那个少放点试试。有了材料计算学，我们可以在电脑上研究菜谱了，电脑就帮助我们完成了实验过程，告诉你如何配料会有什么性质。
之前有人问，中医是科学吗？
为什么会有这个问题，就是因为中医是经验科学，没有详尽的理论基础，而一般认为的科学需要不但知其然，还要知其所以然。说青蒿能治疗疟疾就能治疟疾，为啥？因为路人甲得了疟疾，吃了青蒿，好了；炮灰乙得了疟疾，吃了青蒿，好了；酱油丙得了疟疾，吃了青蒿，好了……这样的例子多了，有些人就知道了，如果得了疟疾，啃草就行了，这些人就成了中医。直到大神屠呦呦（Happy birthday to you，happy birthday to tu you you……）横空出世，从青蒿里提取了青蒿素，青蒿素能治疗疟疾，现在我们知其所以然了，所以我觉得对于中医是不是科学这个事情，就不应该存在争论了。中医是正儿八经的科学，因为我们有理论基础了。
材料学也是一样，炒菜的材料学是经验科学，总有人怀疑。现在神——薛定谔说，我有方程。然后材料的性能就可以通过方程计算得到，每一个结构对应了一个性能，为什么不锈钢不生锈？我有方程啊。为什么陶瓷的碗一摔就碎？我有方程啊。为什么把铁勺子这边加热，等一会儿另外一头也烫手了？我有方程啊。为什么钻石这么贵？我有……这个臣妾做不到啊~（其实方程还是能解释一部分原因的，石墨形成金刚石【也就是钻石】的动力学过程需要很苛刻的条件，速度也很慢，所以金刚石很稀有，而且金刚石很硬，性质稳定，一颗永流传；其他的就是经济学的问题了）
正是因为有了薛定谔，才有了材料计算学，正是因为有了材料计算学，材料学从经验科学变成了像物理化学一样的真正毫无疑问的科学。而薛定谔大神的根，就深深地扎在量子物理学的土壤里。发现了光电效应的爱因斯坦，提出了原子轨道的波尔……20世纪最伟大的物理学家们汇聚一堂，思考出了几乎不可思议的理论，成功完成了上帝的拼图，窥探到了世界的奥妙。
绘本名称：宝宝的量子物理学
很多人说这本书都是爸爸读的，但是我儿子的这本书是妈妈读的，因为妈妈就是学材料学的，研究生很重要的一门必修课就是固体物理（也就是量子物理++），材料物理必备课程。而且妈妈做的研究就是材料计算学。我会说一些原理和我的一点解释，更详细的资料可以去百度……这里只是提点关键的点，可以作为关键词，知道可以给孩子讲点什么。
说到量子物理，就要从物理学晴空上的两片乌云说起，顽固的老头子开尔文勋爵（就是提出绝对零度那个啦）说，物理学的大厦已经基本建立，就只剩下一些小修小补的工作，其中有两个没有解决的“小乌云”。不过正是小小的乌云催生了20世纪最伟大的发现——相对论和量子物理。
相对论一出，什么质量不能改变，牛顿力学追击问题相遇问题什么的都弱爆了，经典力学被彻底颠覆了，时间和空间变得诡异，只要你能跑过光就能长生不老，完全给那些追求长生不老的老皇帝提供了比什么有毒的丹药更有效的方式。而量子力学，彻底打破了我们对所看到的一切事物的认识，一切都是非连续的，能量是一份一份的，光谱里的光线有的颜色是没有的，甚至决斗的时候想用子弹射击别人，子弹都可能拐弯打到自己……量子力学刚刚出现的时候，就有很多人热衷于写这样的侦探小说（好像是说，有一个侦探的助手，看到两个人决斗，一个人躲在柱子后面还是被打死了，就觉得是子弹因为量子力学原理——是说所有的物质都可以出现在任何地方，只是直线的概率大，请参见德布罗意波——拐弯了，然后那个侦探说，对于子弹这么大质量的物体，出现这种情况的概率可能只有几亿亿分之一，你还是看看是不是其他人放了冷枪吧）。
量子力学源于光的波动学说和粒子学说争论，现在我们知道光具有波粒二象性，怎么可能有一种东西又是波又是粒子呢？我的理解是波动是宏观的，粒子性是微观的，对于一个光子（光的粒子的最小单位，就像是小球），它可以运动到任何位置，而对于一堆光子，就是宏观的光，就会发现他们的运动是有一定规律的，比如干涉和衍射，光子之间会互相影响，就像是商量好了，它们形成了波，在某个地方出现的概率最大，叫做概率波（其他地方也是有可能出现的，就像是拐了弯的子弹）。其实就像是一群人在跳集体舞，每个人有一个动作，从远处看就是一会儿排成了S形，一会儿排成了B形……（虽然也总有那么一两个人忘了动作，但是人特别多的时候，从远处看就不那么明显了）
光也是粒子，这世界的一切都是粒子组成的。之前反对不确定性的人说，上帝不掷骰子，现在，有了量子力学，上帝不但掷骰子，还玩拼图。原子的轨道也被分成一小份一小份，每一小份能量提供给一个电子可以跳到另外一个小份的轨道上去……就像是跳房子，只能在房子里跳，不能跳到外面去，这就要求用的力气也必须是某个值，这样才能准确的一份份跳。
对于这种不确定的概率波，研究的最好的是薛定谔，薛定谔的猫就是对这个情况的一个具体说明。薛定谔对于我这种做材料计算学的人来说，就是神一样的存在，哦，不，他就是材料计算学世界的神，一切都是由他创造。期初薛定谔创造天地，薛定谔说，要有光，就有了光，薛定谔觉得光是好的，就把光和暗分开……材料计算学如果可以看成圣经，那么这圣经里的上帝就是薛定谔。因为有了薛定谔方程，材料计算学才真正有了理论基础。整个材料计算学就是在解薛定谔方程。各种近似理论来解薛定谔方程，然后就诞生了各种各样的计算模拟方法……然后就有了材料计算学，然后学计算机的又把它们做成了软件……
于是，材料学进入了新纪元。
在材料计算学发展之前的材料学，是实验材料学阶段，是经验科学，就像是炒菜一样，各种原料放在一起炒一炒，这个多加点测测，那个少放点试试。有了材料计算学，我们可以在电脑上研究菜谱了，电脑就帮助我们完成了实验过程，告诉你如何配料会有什么性质。
之前有人问，中医是科学吗？
为什么会有这个问题，就是因为中医是经验科学，没有详尽的理论基础，而一般认为的科学需要不但知其然，还要知其所以然。说青蒿能治疗疟疾就能治疟疾，为啥？因为路人甲得了疟疾，吃了青蒿，好了；炮灰乙得了疟疾，吃了青蒿，好了；酱油丙得了疟疾，吃了青蒿，好了……这样的例子多了，有些人就知道了，如果得了疟疾，啃草就行了，这些人就成了中医。直到大神屠呦呦（Happy birthday to you，happy birthday to tu you you……）横空出世，从青蒿里提取了青蒿素，青蒿素能治疗疟疾，现在我们知其所以然了，所以我觉得对于中医是不是科学这个事情，就不应该存在争论了。中医是正儿八经的科学，因为我们有理论基础了。
材料学也是一样，炒菜的材料学是经验科学，总有人怀疑。现在神——薛定谔说，我有方程。然后材料的性能就可以通过方程计算得到，每一个结构对应了一个性能，为什么不锈钢不生锈？我有方程啊。为什么陶瓷的碗一摔就碎？我有方程啊。为什么把铁勺子这边加热，等一会儿另外一头也烫手了？我有方程啊。为什么钻石这么贵？我有……这个臣妾做不到啊~（其实方程还是能解释一部分原因的，石墨形成金刚石【也就是钻石】的动力学过程需要很苛刻的条件，速度也很慢，所以金刚石很稀有，而且金刚石很硬，性质稳定，一颗永流传；其他的就是经济学的问题了）
正是因为有了薛定谔，才有了材料计算学，正是因为有了材料计算学，材料学从经验科学变成了像物理化学一样的真正毫无疑问的科学。而薛定谔大神的根，就深深地扎在量子物理学的土壤里。发现了光电效应的爱因斯坦，提出了原子轨道的波尔……20世纪最伟大的物理学家们汇聚一堂，思考出了几乎不可思议的理论，成功完成了上帝的拼图，窥探到了世界的奥妙。
