人类究竟是怎样创造出迄今为止最高温度的呢

特约编辑/Solar

根据估计，一年内到达地球表面的太阳能量要大于我们使用不可再生资源可生产的所有能源之和。

过去几年里，将阳光转化为电能方面的技术发展迅速，但最大的问题是这些电能的存储和分配效率低下，这使得太阳能无法在大范围内实现应用。

近日，弗吉尼亚大学（UVA）艺术与科学研究院、加州理工学院和美国能源部阿贡国家实验室、劳伦斯·伯克利国家实验室和布鲁克海文国家实验室的研究人员在这方面取得了突破，这一发现代表着向清洁能源未来迈出了关键一步。

UVA化学助理教授张森（左）和联邦化学教授T. Brent Gunnoe（中）正在领导一项研究项目，该项目旨在提高新太阳能技术的基础知识。张森实验室的四年级研究生刘畅（右）是他们在《自然催化》上发表的这篇论文的第一作者。

利用太阳能的一种方法是使用太阳能将水分子分解为氧气和氢气。该过程产生的氢气以燃料的形式存储，可以从一个地方转移到另一个地方，并根据需求用于发电。

在水分子的分解过程中催化剂是必需的，但目前在析氧反应过程中使用的催化剂材料还不够有效，因为这个方法还无法实际得到应用。

这次上述研究团队开发出了创新化学策略，由化学教授张森和T. Brent Gunnoe领导的一组研究人员使用钴和钛元素生产了一种新型催化剂。

「新工艺涉及在二氧化钛纳米晶体表面的原子层面上创建活性催化位点，该技术可产生耐用的催化材料，并且能更好地引发析氧反应。」张森说。

「有效的析氧反应催化剂的新方法以及对它们的基本了解是实现可能过渡到可再生太阳能大规模使用的关键。在原子层级上对纳米材料进行调节，取得最佳的催化效率，从而促进清洁能源的利用，本次研究在这方面是一个完美示例。」

根据Gunnoe的说法，「这项创新以张森实验室的成果为中心，代表了一种改进和理解催化材料的新方法，其结果涉及将先进的材料合成，原子级表征和量子力学理论相结合。」

「几年前，UVA加入了 MAXNET Energy，后者由 8 个马克思普朗克研究所（德国）相关机构，UVA 和卡迪夫大学（英国）组成，他们致力于电催化水氧化方面的国际合作。MAXNET Energy 播下了一颗种子，在我的小组和实验室之间的共同努力下，目前我们已经形成了高效率、且富有成效的合作。」

在阿贡国家实验室和劳伦斯·伯克利国家实验室及其最先进的同步加速器X射线吸收光谱仪科学用户设施的帮助下，可以使用辐射来检查原子级的物质结构，研究小组发现催化剂具有定义明确的表面结构，这使它们可以清楚地看到催化剂在析氧反应时如何释放，并可以准确评估其性能。

Argonne X 物理学家、本篇论文作者之一周华说：「这项工作使用了来自 Advanced Photon Source 和 Advanced Light Source 的 X 射线束线，其中包括一个『快速访问』程序，这帮我们 探索 新的科学想法建立了一个快速反馈机制。我们非常高兴的是，这两个国家科学用户设施都可以为这项巧妙而整洁的工作做出实质性贡献，这将使清洁能源技术的发展实现飞跃。」

Advanced Photon Source 和 Advanced Light Source 是美国能源部科学用户设施办公室，分别位于阿贡国家实验室和劳伦斯伯克利国家实验室。在今年初，为对抗 COVID- 19 ，Argonne 研究人员还使用实验室的高级光子源通过 X 射线晶体学发现病毒蛋白结构。

此外，加州理工学院的研究人员使用最新开发的量子力学方法能够准确预测由催化剂引起的氧气产生速率，从而使研究小组对反应的化学机理有了更深入的了解。

「五年多来，我们一直在开发新的量子力学技术，以了解析氧反应机理，但在所有先前的研究中，我们无法确定确切的催化剂结构。张森的催化剂具有明确的原子结构，并且我们发现我们的理论输出在本质上与实验可观察到的结果完全吻合。」加州理工学院化学，材料科学和应用物理学教授，该项目的主要研究人员之一威廉·A·戈达德三世说，「这为我们的新理论方法提供了首次强有力的实验验证，我们现在可以将其用于预测甚至可以合成和测试的更好的催化剂。这是迈向全球清洁能源的重要里程碑。」

UVA化学系主任吉尔·文顿（Jill Venton）表示：「UVA和其他研究人员实现了跨学科合作，并且在清洁能源方面取得了令人兴奋的发现，这是一个很好的榜样。」

荷兰莱顿大学的天体物理学家Simon Portegies Zwart富有生态意识。他几乎不再因为工作缘故坐飞机，而是选择乘火车出行。“我喜欢成为素食环保主义者，尽量减少自己的碳足迹，同时也告诫孩子们避免洗澡时间过长，并尽可能使用可再生资源。”在他决定做出这些生活上的改变时，也在思考着其他方面带来的碳足迹。

“我经常使用大型计算机，它们消耗的能源相当于一座小城市，”他说道，“我可能是这条街上污染最严重的人了。假如使用一台超级计算机耗费的能源相当于10000户家庭，那么我有何权利去跟我的孩子或者别人说，他们不该洗20分钟的澡？”

在全球为解决气候变化问题而努力的同时，许多科学家开始正视自己碳排放量过大的现实。

巨大的计算成本

除学术旅行影响气候变化外，过去几年中许多物理学家还发现，使用计算机造成的碳足迹数量巨大——有时甚至超过航空旅行。

Adam Stevens是西澳大利亚大学的一名天体物理学家，他和同事们对2018—2019年期间澳大利亚天文学家因旅行、使用超级计算机以及在大型观测站工作等“常规活动”产生的温室气体排放总量进行了分析。他们的研究发现，平均每位澳大利亚天文学家产生约37吨二氧化碳当量，超出澳洲人的平均水平40%，是全球平均水平的5倍。其主要原因在于天文学家需要使用超级计算机来处理望远镜收集的大量数据，并进行宇宙学模拟。每位天文学家在此项工作上的排放量约为15吨，几乎是年飞行排放量的4倍(图1)。

图1 澳大利亚天文学家的四种排放来源，以吨(t)二氧化碳(CO2)当量(e)每年(yr-1)每人为单位。图中标明了误差线，注意观测站的数值为排放量下限

另一个例子是即将开展的大型中微子探测阵列(GRAND)项目，该项目计划利用分布在世界各地山区的20万根天线，探测来自深空的超高能量中微子。2021年，该项目背后的团队估算了三个不同实验阶段的温室气体排放，分别是：原型实验、中规模实验以及将于2030年进行的全面实验。他们把模拟和数据分析、数据传输和存储以及计算机和其他电子设备称为“数字技术”，这些技术将在碳足迹中占据很大比重。

预计原型实验阶段数字技术产生的排放将占69%，相比之下旅行仅占27%，4%来自“硬件设备”，如制造无线电天线。在中期实验阶段，数字技术将占总排放量的40%，剩余排放中旅行和硬件各占一半。当整个实验完成并投入使用后，主要排放量将由硬件(48%)和数字技术(45%)分担。

超级计算机的环境成本很大程度上取决于为设备供电的能源来源。2020年，荷兰天文学委员会邀请Portegies Zwart和另一支研究团队分析其6个成员机构的碳足迹。据估计，2019年平均每位荷兰天文学家排放4.7吨二氧化碳当量，远低于澳大利亚，而其中仅有4%来自超级计算。

荷兰天体物理学家Florisvander Tak主持了该项研究，他认为荷兰的天文学家不会比澳大利亚的同行们更少使用超级计算机，因此差异可能源自不同的能源供应。由于荷兰100%使用风能或太阳能产生的可再生能源，国家级超级计算中心SURF不产生任何碳排放，少量的排放由国际设备和荷兰的小型超级计算机产生。如今，Portegies Zwart已经养成查看自己所用的超级计算机是否采用环保能源的习惯，如果不是，他将考虑使用其他设备。

问题根源

德国马克斯‧普朗克天文研究所的温室气体排放数据同样显示出国家间的碳排放差异。2018年，该研究所每位研究人员排放了约18吨二氧化碳当量——超过荷兰天文学家，但只有澳大利亚同行的一半(图2)。这一数值比普通德国居民高出60%，是德国2030年减排目标的三倍，而该目标是符合巴黎气候协定的。

图2 一位澳大利亚天文学家和一位马克斯‧普朗克天文研究所的德国研究员2018年的平均排放量，按排放来源分类，并与德国根据《巴黎协定》设置的2030年目标排放比较。与电力相关的排放包括计算和非计算消耗，无论在德国还是澳大利亚，其绝大部分排放都是由计算产生的

在马克斯‧普朗克研究所2018年的碳排放中，约有29%来自电力消耗，其中计算(尤其是超级计算)占75—90%。德国和澳大利亚碳排放差异的关键在于电力的来源。2018年，德国约有一半电力来自太阳能和风能，而在澳大利亚，绝大部分电力来自化石燃料，主要是煤炭。这就意味着在澳大利亚，用于计算的电力每千瓦时产生0.905 kg二氧化碳，而在马克斯‧普朗克研究所只有0.23 kg。

van der Tak同时指出，这些调查工作是在几年前进行的，如今世界已经向前发展，比如现在使用可再生能源的机构越来越多。荷兰的一项研究发现，2019年荷兰天文学界的碳足迹中只有不到三分之一(29%)来自电力使用，包括为六家研究机构的本地计算供电。当时就有一半研究所使用绿色电力，随后又有两家开始改用100%可再生能源，van der Tak预计第六家研究所将在未来两年内实现转变。

澳大利亚的状况也在改变。作为该国三大国家级高性能计算设施之一的超级计算机OzSTAR，自2020年7月起已改用从附近的风力发电厂购买的100%可再生能源。超级计算机所在的斯威本 科技 大学声称，这将大幅度减少其碳足迹，因为电力排放占总排放的70%以上。

地点，地点，还是地点

但是，如何能确切计算出使用超级计算机的碳排放量呢？英国剑桥大学的数学家和物理学家Loïc Lannelongue没有找到简单的方法，于是他开发了一个名为“绿色算法”(green-algorithms.org)的在线工具，估算研究人员的碳足迹。

Lannelongue重申地点是关键。举例来说，在同样的硬件上运行相同任务，澳大利亚排放的二氧化碳大约是瑞士的70倍，因为瑞士的大部分电力来自水电。虽然估算任何一种算法的碳足迹都需要依据硬件、任务所需时间和数据中心或超级计算机的位置等关键因素，但绿色算法还有一个“实际比例因子”(PSF)，用于估计实际计算的次数——这对排放量有着直接影响。

事实上，大多数算法都要运行多次，有时甚至要在不同参数下运行数百次，而且根据任务和研究领域的不同，运行次数会有很大差异(图3)。研究还发现，南非和美国某些州有着与澳大利亚类似的计算排放量，而冰岛、挪威和瑞典的电力碳排放则特别低。

图3 绿色算法是一款免费工具，用于估计算法的碳足迹，估算过程涉及一系列因素，包括硬件要求、运行时间和数据中心位置等。用户可对计算性能进行评估，或者估算在其他架构上重新部署算法节约或消耗的碳。该图对比了不同科学领域算法的碳足迹——从粒子物理模拟和DNA辐射损伤到大气科学再到机器学习——并比较了每个算法只运行一次和同一任务的重复计算(PSF)的结果。上述结果以克(g)二氧化碳(CO2)当量(e)为单位，并与树木固碳量以及日常活动(如驾驶 汽车 )的碳排放量进行了比较

如今，随着云计算的出现，研究人员可以更方便地选择所使用的超级计算机。但即使无法更换机器，他们仍有其他方法可以减少碳排放。Lannelongue说，如果无法改变自己的所在地，则可以使用最新版本和优化的软件，因为这将会降低计算要求。

更好的编码

高效的代码对于使计算更环保同样至关重要。正如Portegies Zwart所说，如果你花费更多时间在代码优化上，它会运行得更快，产生的排放也会更少。此外，更换编码语言不失为一种好办法。

为验证这一观点，Portegies Zwart进行了实验，他用十几种不同的编码语言运行同样的算法。没有哪种语言的代码经过特别优化，而且编写每种代码花费的时间相近。与其他编码语言(如C++或Fortran)相比，物理学家常用的Python运行算法时间要长得多，因此会产生更多碳排放。问题在于Python易于使用，却难以优化，而其他语言虽难编码，但更容易优化。

然而，远离Python未必能解决问题。法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的研究员Pierre Augier称，更好的教育和Python编译器的使用同样有效。他采用更加优化的代码和5种不同的Python实现方式进行了类似的实验，其中四种实现方式比C++和Fortran更快，产生的排放更少，而且更容易被理解和使用。

Portegies Zwart同意Python可以是高效的，但并不能反映实际情况。他认为天文学家对代码的优化程度并不高，与其让他们学更多计算机知识，物理研究机构或许应该雇佣更多计算机专家。“我们擅长物理，但计算机科学家把我们学习物理的时间都花在了学习计算机上，”他说，“毫无疑问，‘他们’更擅长编程。”

隐性排放

碳密集型工作不止有超级计算机上的仿真。作为GRAND中微子项目的联合发起人，法国索邦大学的Kumiko Kotera和她的同事们发现，在实验的原型阶段，数据存储和传输将占年总排放量的大约一半，中期阶段占四分之一，全面实验阶段占三分之一以上。相比之下，数据分析和仿真在三个阶段产生的碳排放占比分别为16%、13%和7%。

数据存储和传输的碳足迹取决于数据中心的能源需求，使用排放量较低的数据中心可以在一定程度上解决问题。不过，缩减数据量仍有作用，科学家们会对所传输的内容更加谨慎。Kotera表示，GRAND项目将研究如何减少数据量，找到有效清理数据的方法。

图4 为降低整体碳排放，CERN 聘请了一名环境工程师，负责监督未来项目的建造工程

粒子物理学家也需要贡献力量。欧洲核子研究中心(CERN)每年产生约100 PB数据。全球LHC计算网格(WLCG)整合全球40多个国家约170个计算中心的计算资源，并对这些数据进行存储、分发和分析。CERN近年来开始发布环境报告，2021年发布的第二份报告介绍了在LHC上实施的能效改进措施(图4)，改进后每单位能源能够采集更多数据。升级后，LHC在20年使用寿命内的能效将是首次启用时的10倍。但该报告也承认其中并没有真正涵盖WLCG的全部排放，仅对CERN拥有或运营的WLCG设备能耗进行了详细说明。

改变心态

Lannelongue希望越来越多的研究人员能够开始考虑计算产生的碳排放，并将其纳入决策之中。一个典型的例子就是从前研究者经常通宵运行那些效率低下的代码和软件，当被告知提高计算效率将减少碳足迹后，他们有了改变的动力。

谈及GRAND项目，Kotera表示，他们计划建立一个仿真库，让用户可以重复使用常用的仿真，而不用自己创建，这样能够避免同样的数据被不断复制。即使在大型合作中，由于没有中央存储，经常会有不同用户反复运行同一个仿真的现象。“只需按下一个按钮，就能进行为期一周的仿真，得到结果然后说‘哦，其实我并不需要它’，这实在太常见了，”Kotera说，“我们的目的在于，鼓励用户在运行之前先思考是否真正需要这次仿真。”

高二变化的大背景，便是文理分科(或七选三)。在对各个学科都有了初步了解后，学生们需要对自己未来的发展科目有所选择、有所侧重。这可谓是学生们第一次完全自己把握、风险未知的主动选择。我高二频道为你整理了《 高二物理 选修三知识点 总结 》，助你金榜题名!

高二物理必修三第一章知识点

1.万有引力定律：引力常量g=6.67×n?m2/kg2

2.适用条件：可作质点的两个物体间的相互作用若是两个均匀的球体,r应是两球心间距.(物体的尺寸比两物体的距离r小得多时，可以看成质点)

3.万有引力定律的应用：(中心天体质量m,天体半径r,天体表面重力加速度g)

(1)万有引力=向心力(一个天体绕另一个天体作圆周运动时)

(2)重力=万有引力

地面物体的重力加速度：mg=gg=g≈9.8m/s2

高空物体的重力加速度：mg=gg=g<9.8m/s2

4.第一宇宙速度----在地球表面附近(轨道半径可视为地球半径)绕地球作圆周运动的卫星的线速度,在所有圆周运动的卫星中线速度是的。

由mg=mv2/r或由==7.9km/s

5.开普勒三大定律

6.利用万有引力定律计算天体质量

7.通过万有引力定律和向心力公式计算环绕速度

8.大于环绕速度的两个特殊发射速度：第二宇宙速度、第三宇宙速度(含义)

高二物理必修三第一章知识点

第一节能源资源的开发——以我国山西省为例

一、能源的分类

(1)可再生能源(举例水能、风能、生物能、潮汐能、太阳能)

(2)非可再生能源(举例煤炭、石油、天然气等矿物能源和核能)。

二、资源开发条件

1、资源状况——煤炭资源丰富，开采条件好

(1)储量丰富

(2)分布范围广，40%的土地下都有煤田分布

(3)煤种齐全，十大煤种都有分布

(4)煤质优良，低灰、低硫、低磷、发热量高

(5)开采条件好，多为中厚煤层，埋藏浅

2、市场——广阔

(1)人口增加和社会经济发展使我国对能源的需求进一步增加

(2)我国以煤为主的能源结构在相当长的时期内不会改变。

3、交通条件——位置适中，交通比较便利

北中南三条运煤铁路分别是大秦线、神黄线、焦日线。

三、能源基地建设

1、扩大煤炭开采量

2、提高晋煤外运能力，以铁路为主，公路为辅

3、加强煤炭的加工转换：一是建设坑口电站，变输煤为输电二是发展炼焦业。

四、能源的综合利用

1、存在的问题——产业结构单一、经济效益低下、生态环境问题严重

2、采取的 措施 ——结合铁矿、铝土矿等资源优势，围绕能源建设，构建煤电铝、煤铁钢、煤焦化三条产业链

3、能源综合利用的结果：

(1)山西省产业结构由以煤炭开采业为主的单一结构转变为以能源、冶金、化工、建材为主的多元结构。

(2)原料工业逐步超过采掘工业而占到主体地位。

(3)实现了产业结构的升级。

五、环境的保护与治理

1、提高煤的利用技术：推动以洁净煤为代表的清洁能源产业的发展。

2、调整产业结构：以重化工业为主的产业结构是生态环境问题根源所在：

(1)对原有重化工业进行调整，使产品向深加工、高附加值方向发展

(2)大力发展农业、轻纺工业、高技术产业和旅游业。

3、“三废”的治理：

(1)废渣：回收再利用

(2)废气：消烟除尘，营造防风林带

(3)废水：沉淀净化

第二节河流的综合开发——以美国田纳西河流域为例

一、流域开发的自然背景——决定了河流的利用方式和流域的开发方向

1、河流概况：密西西比河的二级支流，发源阿巴拉契亚山西坡，在肯塔基市注入俄亥俄河。

2、开发注意：

(1)山地：河流的发源地，保护好植被生态

(2)河谷平原：人类活动比较集中的地区，是生态环境保护的重点

(3)河流：流域中开发利用的主要部分，注意水资源的合理分配和水质的保护

3、自然背景：

(1)地形：多山，起伏大，水力资源丰富，河流航运作用十分突出

(2)气候：温暖湿润，降水丰富，冬末春初降水多，夏秋降水相对较少

(3)水文：支流众多，水量丰富，河流落差大，水量不稳定

(4)矿产：煤铁铜等丰富。

二、流域的早期开发及其后果

1、18世纪下半叶：农业发达，人口较少，对自然环境影响不大。

2、19世纪后期：人口激增，对资源进行掠夺式开发，带来土地退化植被破坏环境污染等生态环境与社会问题。

3、20世纪30年代初：田纳西河流域成为美国最贫困的地区之一。

三、流域的综合开发

1、开发的核心：河流的梯级开发——修建水坝。

2、水坝的功能：防洪、灌溉、航运、发电、旅游、养殖等。

3、开发项目：防洪、航运、发电、提高水质、旅游、土地利用。

4、成效：根治了洪灾，农林牧渔业、工业、旅游业得到迅速发展，生态环境改善，实现了经济效益、社会效益和生态效益的统一。

5、田纳西河两岸形成“工业走廊”的原因：大规模的水电和核电使田纳西河流域成为全国的电力供应基地流域内炼铝、化学等高耗能工业的发展。

高二物理必修三第一章知识点

一、能量量子化

1、量子理论的建立：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子

ε=hν

h为普朗克常数(6.63×10-34J.S)

2、黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

3、黑体辐射：黑体辐射的规律为：温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。(普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象)

二、科学的转折光的粒子性

1、光电效应(表明光子具有能量)

(1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。(实验图在课本)

(2)光电效应的研究结果：

新教材：①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多②存在遏止电压：③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应④效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。

老教材：①任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应低于这个频率的光不能产生光电效应②光电子的初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。

(3)光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱金属作为阴极K(与电源负极相连)，是因为碱金属有较小的逸出功。

2、光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子被成为光子。

3、光电效应方程：

EK=h-WO

(掌握Ek/Uc—ν图象的物理意义)同时，h截止=WO(Ek是光电子的初动能W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)

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高二物理必背知识点1

一、三种产生电荷的方式：

1、摩擦起电：

(1)正点荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷(3)实质：电子从一物体转移到另一物体

2、接触起电：

(1)实质：电荷从一物体移到另一物体(2)两个完全相同的物体相互接触后电荷平分(3)、电荷的中和：等量的异种电荷相互接触，电荷相合抵消而对外不显电性，这种现象叫电荷的中和

3、感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电

(1)电荷的基本性质：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引(2)实质：使导体的电荷从一部分移到另一部分(3)感应起电时，导体离电荷近的一端带异种电荷，远端带同种电荷4、电荷的基本性质：能吸引轻小物体

二、电荷守恒定律：电荷既不能被创生，亦不能被消失，它只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分在转移过程中，电荷的总量不变。

三、元电荷：一个电子所带的电荷叫元电荷，用e表示。

1、e=1.6×10-19c2、一个质子所带电荷亦等于元电荷3、任何带电物体所带电荷都是元电荷的整数倍

四、库仑定律：真空中两个静止点电荷间的相互作用力，跟它们所带电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。电荷间的这种力叫库仑力，

1、计算公式：F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N.m2/kg2)2、库仑定律只适用于点电荷(电荷的体积可以忽略不计)3、库仑力不是万有引力

五、电场：电场是使点电荷之间产生静电力的一种物质。

1、只要有电荷存在，在电荷周围就一定存在电场

2、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷(静止、运动)有力的作用这种力叫电场力

3、电场、磁场、重力场都是一种物质

六、电场强度：放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量Q的比值叫该点的电场强度

1、定义式：E=F/qE是电场强度F是电场力q是试探电荷

2、电场强度是矢量，电场中某一点的场强方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向(与负电荷所受电场力的方向相反)

3、该公式适用于一切电场

4、点电荷的电场强度公式：E=kQ/r2

七、电场的叠加：在空间若有几个点电荷同时存在，则空间某点的电场强度，为这几个点电荷在该点的电场强度的矢量和解题方法：分别作出表示这几个点电荷在该点场强的有向线段，用平行四边形定则求出合场强

八、电场线：电场线是人们为了形象的描述电场特性而人为假设的线。

1、电场线不是客观存在的线

2、电场线的形状：电场线起于正电荷终于负电荷G:用锯木屑观测电场线.(1)只有一个正电荷：电场线起于正电荷终于无穷远(2)只有一个负电荷：起于无穷远，终于负电荷(3)既有正电荷又有负电荷：起于正电荷终于负电荷

3、电场线的作用：①表示电场的强弱：电场线密则电场强(电场强度大)电场线疏则电场弱电场强度小)②表示电场强度的方向：电场线上某点的切线方向就是该点的场强方向

4、电场线的特点：①电场线不是封闭曲线②同一电场中的电场线不向交

九、匀强电场：电场强度的大小、方向处处相同的电场匀强电场的电场线平行、且分布均匀1、匀强电场的电场线是一簇等间距的平行线2、平行板电容器间的电是匀强电场

十、电势差：电荷在电场中由一点移到另一点时，电场力所作的功WAB与电荷量q的比值叫电势差，又名电压。

1、定义式：UAB=WAB/q2、电场力作的功与路径无关3、电势差又命电压，国际单位是伏特(西安杨舟教育-西安的课外辅导机构)

十一、电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移到参考点(零势点)时电场力作的功

1、电势具有相对性，和零势面的选择有关

2、电势是标量，单位是伏特V

3、电势差和电势间的关系：UAB=φA-φB

4、电势沿电场线的方向降低

5、相同电荷在同一等势面的任意位置，电势能相同原因：电荷从一点移到另一点时，电场力不作功，所以电势能不变

6、电场线总是由电势高的地方指向电势低的地方

7、等势面的画法：相临等势面间的距离相等

十二、电场强度和电势差间的`关系：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。

1、数学表达式：U=Ed2、该公式的使适用条件是，仅仅适用于匀强电场3、d是两等势面间的垂直距离

十三、电容器：储存电荷(电场能)的装置。

1、结构：由两个彼此绝缘的金属导体组成2、最常见的电容器：平行板电容器

十四、电容：电容器所带电荷量Q与两电容器量极板间电势差U的比值用“C”来表示。

1、定义式：C=Q/U

2、电容是表示电容器储存电荷本领强弱的物理量

3、国际单位：法拉简称：法，用F表示

4、电容器的电容是电容器的属性，与Q、U无关

十五、平行板电容器的决定式：C=εs/4πkd(其中d为两极板间的垂直距离，又称板间距k是静电力常数，k=9.0×109N.m2/c2ε是电介质的介电常数，空气的介电常数最小s表示两极板间的正对面积)

1、电容器的两极板与电源相连时，两板间的电势差不变，等于电源的电压

2、当电容器未与电路相连通时电容器两板所带电荷量不变

十六、带电粒子的加速：

1、条件：带电粒子运动方向和场强方向垂直，忽略重力

2、原理：动能定理：电场力做的功等于动能的变化：W=Uq=1/2mvt2-1/2mv02

3、推论：当初速度为零时，Uq=1/2mvt2

4、使带电粒子速度变大的电场又名加速电场

恒定电流

一、电流：电荷的定向移动行成电流。

1、产生电流的条件：(1)自由电荷(2)电场

2、电流是标量，但有方向：我们规定：正电荷定向移动的方向是电流的方向

注：在电源外部，电流从电源的正极流向负极在电源的内部，电流从负极流向正极

3、电流的大小：通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流I表示

(1)数学表达式：I=Q/t(2)电流的国际单位：安培A(3)常用单位：毫安mA、微安uA(4)1A=103mA=106uA

二、欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比

1、定义式：I=U/R2、推论：R=U/I3、电阻的国际单位时欧姆，用Ω表示1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω4、伏安特性曲线：

三、闭合电路：由电源、导线、用电器、电键组成

1、电动势：电源的电动势等于电源没接入电路时两极间的电压用E表示

2、外电路：电源外部的电路叫外电路外电路的电阻叫外电阻用R表示其两端电压叫外电压

3、内电路：电源内部的电路叫内电阻，内点路的电阻叫内电阻用r表示其两端电压叫内电压如：发电机的线圈、干电池内的溶液是内电路，其电阻是内电阻

4、电源的电动势等于内、外电压之和E=U内U外U外=RIE=(Rr)I

高二物理必背知识点2

电磁振荡

1.LC回路振荡电流的产生：先给电容器充电，把能以电场能的形式储存在电容器中。

(1)闭合电路，电容器C通过电感线圈L开始放电。由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。放电开始瞬时电路中电流为零，磁场能为零，极板上电荷量。随后，电路中电流加大，磁场能加大，电场能减少,直到电容器C两端电压为零。放电结束，电流达到、磁场能最多。

(2)由于电感线圈L中自感电动势的阻碍作用电流不会立即消失，保持原来电流方向，对电容器反方向充电，磁场能减少，电场能增多。充电流由大到小，充电结束时，电流为零。接着电容器又开始放电，重复(1)、(2)过程，但电流方向与(1)时的电流方向相反。

2、有效的向外发射电磁波的条件：(1)要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电磁波的本领越大。(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。

3.采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波?

改造振荡电路——由闭合电路成开放电路

高二物理必背知识点3

1.可逆过程与不可逆过程

一个热力学系统，从某一状态出发，经过某一过程达到另一状态。若存在另一过程，能使系统与外界完全复原(即系统回到原来的状态，同时消除了原来过程对外界的一切影响)，则原来的过程称为“可逆过程”。反之，如果用任何方法都不可能使系统和外界完全复原，则称之为“不可逆过程”。

可逆过程是一种理想化的抽象，严格来讲现实中并不存在(但它在理论上、计算上有着重要意义)。大量事实告诉我们：与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。

2.对于开氏与克氏的两种表述的分析

克氏表述指出：热传导过程是不可逆的。开氏表述指出：功变热(确切地说，是机械能转化为内能)的过程是不可逆的。

两种表述其实质就是分别挑选了一种典型的不可逆过程，指出它所产生的效果不论用什么方法也不可能使系统完全恢复原状，而不引起其他变化。

请注意加着重号的语句：“而不引起其他变化”。比如，制冷机(如电冰箱)可以将热量q由低温t2处(冰箱内)向高温t1处(冰箱外的外界)传递，但此时外界对制冷机做了电功w而引起了变化，并且高温物体也多吸收了热量q(这是电能转化而来的)。这与克氏表述并不矛盾。

3.不可逆过程的几个典型例子

例1(理想气体向真空自由膨胀)如图1所示，容器被中间的隔板分为体积相等的两部分：a部分盛有理想气体，b部分为真空。现抽掉隔板，则气体就会自由膨胀而充满整个容器。

例2(两种理想气体的扩散混合)如图2所示，两种理想气体c和d被隔板隔开，具有相同的温度和压强。当中间的隔板抽去后，两种气体发生扩散而混合。

例3焦耳的热功当量实验。

这是一个不可逆过程。在实验中，重物下降带动叶片转动而对水做功，使水的内能增加。但是，我们不可能造出这样一个机器：在其循环动作中把一重物升高而同时使水冷却而不引起外界变化。由此即可得热力学第二定律的“普朗克表述”。

再如焦耳-汤姆生(开尔文)多孔塞实验中的节流过程和各种爆炸过程等都是不可逆过程。

4.热力学第二定律的实质

对上面所列举的不可逆过程以及自然界中其他不可逆过程，我们完全能够由某一过程的不可逆性证明出另一过程的不可逆性，即自然界中的各种不可逆过程都是互相关联的。我们可以选取任一个不可逆过程作为表述热力学第二定律的基础。因此，热力学第二定律就可以有多种不同的表达方式。

但不论具体的表达方式如何，热力学第二定律的实质在于指出：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，并指出这些过程自发进行的方向。

高二物理必背知识点4

一、磁场

磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。

电流在周围空间产生磁场，小磁针在该磁场中受到力的作用。磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。

电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的

磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质，磁极或电流在自己的周围空间产生磁场，而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。

二、磁现象的电本质

1.罗兰实验

正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转，发现小磁针发生偏转，说明运动的电荷产生了磁场，小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。

2.安培分子电流假说

法国学者安培提出，在原子、分子等物质微粒内部，存在一种环形电流-分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。安培是最早揭示磁现象的电本质的。

一根未被磁化的铁棒，各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同，两端对外显示较强的磁性，形成磁极注意，当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。

3.磁现象的电本质

运动的电荷(电流)产生磁场，磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用，所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。

高二物理必背知识点5

一、能源的分类

(1)可再生能源(举例水能、风能、生物能、潮汐能、太阳能)

(2)非可再生能源(举例煤炭、石油、天然气等矿物能源和核能)。

二、资源开发条件

1、资源状况——煤炭资源丰富，开采条件好

(1)储量丰富

(2)分布范围广，40%的土地下都有煤田分布

(3)煤种齐全，十大煤种都有分布

(4)煤质优良，低灰、低硫、低磷、发热量高

(5)开采条件好，多为中厚煤层，埋藏浅

2、市场——广阔

(1)人口增加和社会经济发展使我国对能源的需求进一步增加

(2)我国以煤为主的能源结构在相当长的时期内不会改变。

3、交通条件——位置适中，交通比较便利

北中南三条运煤铁路分别是大秦线、神黄线、焦日线。

高二物理必背知识点6

1、定义：运动轨迹为曲线的运动。2、物体做曲线运动的方向：

做曲线运动的物体，速度方向始终在轨迹的切线方向上，即某一点的瞬时速度的方向，就是通过该点的曲线的切线方向。3、曲线运动的性质

由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向，又由于曲线运动的轨迹是曲线，所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不断变化，所以说：曲线运动一定是变速运动。

由于曲线运动速度一定是变化的，至少其方向总是不断变化的，所以，做曲线运动的物体的加速度必不为零，所受到的合外力必不为零。4、物体做曲线运动的条件(1)物体做一般曲线运动的条件

物体所受合外力(加速度)的方向与物体的速度方向不在一条直线上。(2)物体做平抛运动的条件

物体只受重力，初速度方向为水平方向。

可推广为物体做类平抛运动的条件：物体受到的恒力方向与物体的初速度方向垂直。(3)物体做圆周运动的条件

物体受到的合外力大小不变，方向始终垂直于物体的速度方向，且合外力方向始终在同一个平面内(即在物体圆周运动的轨道平面内)

总之，做曲线运动的物体所受的合外力一定指向曲线的凹侧。5、分类

⑴匀变速曲线运动：物体在恒力作用下所做的曲线运动，如平抛运动。

⑵非匀变速曲线运动：物体在变力(大小变、方向变或两者均变)作用下所做的曲线运动，如圆周运动。

高二物理必背知识点7

1.光敏电阻

2.热敏电阻和金属热电阻

3.电容式位移传感器

4.力传感器————将力信号转化为电流信号的元件.

5.霍尔元件

霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件.

外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力,在导体板的一侧聚集,在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成横向电场横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板左右两例会形成稳定的电压,被称为霍尔电势差或霍尔电压.

霍金的五大预言分别是什么时候提出的

霍金在2010年接受美国著名知识分子视频共享网站BigThink访谈时，提出了人类五大预言：

1、2032年地球进入冰河时代，全球气候变暖：全球变暖的问题早已世人皆知了，我们人类也采取了相应的措施，建立起低碳环保的生活。但人类活动必定会导致全球变暖，最后可能使得地球的温度失衡，从而进入冰河时代。这是霍金五大预言中，离现在最为接近的。

2、2060年人类离开地球移民火星：在1969年，人类第一次登上月球，在美国的登月计划结束之后已经有半个世纪都没人再去月球走一遭了。这不是科技的停滞，这是在为未来的爆发做准备。

3、2100年人类进入外太空，新人种出现：在2006年，霍金在印度孟买参加学术研讨会时表示：如果人类在未来100年内没有自我毁灭掉，人类科学水平将有望发展到登录太阳系其他星球的地步，进入外太空，从新环境中孕育新人种未尝不可。

4、2215年地球将面临灾难性毁灭：关于末日的预言实在是数不胜数，但至今还没有哪个预言真的一语中的。不过两百年后的地球那可就说不定了吗。那个时候，人类的科技肯定要比现在不知道高到哪去了，随便一次全球性的战争，地球都受不住。

5、2600年地球变成炽热的“火球”：霍金认为，随着人口的增长，地球的能源消耗将会越来越大，如果不能找到更好的可再生能源代替的话，地球资源迟早要被人类消耗殆尽。

扩展资料：

有可能会摧毁地球和人类的几种预测：

1、超级火山爆发

有研究预测，在未来460—7200年之内，有1%的几率会发生超级火山喷发。

2、 生化危机

病毒和细菌的名声更响亮，其实真菌才是地球生物的最大杀手。据调查，真菌类造成了70%的全球性和地区性灭绝事件，而且现在正威胁着两栖动物、蝙蝠和蜂类。

19世纪40年代，爱尔兰土豆大饥荒显示了这种病原体有多大的破坏性。当时，致病霉菌（一种结构上与真菌类似，且时常归于真菌类有机体）消灭了爱尔兰多达3/4的土豆作物，导致100万人饿死。

科学家估计，全球有150万到500万种真菌，而只有10万种是已知的。自1995年，新型的植物及动物真菌感染报告数上升了十倍。古尔指出，气候变化或许是一个罪魁祸首。

就像当年的非典，也给我们带来了极大的威胁和恐慌。再比如离我们最近的禽流感，死亡和威胁就在我们身边。

3、来自太空的灾难

太空对地球有着很多威胁。太阳时常爆发太阳耀斑，能在电缆里产生强电流而烧坏电力网络。最近的一次超级太阳风暴发生在1859年，它居然能点燃电报机。

另外的大规模灾难就是大型彗星或者小行星的撞击。6500万年前，一颗直径10千米的小行星撞击地球，引发了白垩纪末期的生物大灭绝事件；直径两千米大小的陨石就有能力造成局部范围内的生物灭绝，历史上每百万年就会来一两次。

天文学家正努力寻找并追踪地球附近的小行星，科学家也在研究如何躲过任何真正可能出现的威胁。

比天体碰撞几率更小，却更加危险且无法躲避的，是来自近距离伽马射线爆的辐射冲击波。这类来自太空的辐射，最可怕的就是“短而强”的伽马射线爆，它们是由两个黑洞、或两颗中子星、或者两者都有的剧烈融合引起的。

如果此类伽马射线爆在200秒差距（1秒差距=3.2616光年，不到银河系直径的1%）以内的距离上直射地球，其高能辐射能使臭氧层消失30%，十年都无法恢复，让地球遭遇毁灭性打击。这样的事件（估计大概每3亿年发生一次）会使达到地面的紫外线辐射量翻番，杀死浮游植物，而浮游植物是构成海洋食物链的基础。

参考资料：百度百科－霍金预言

霍金的五大预言是真的吗

斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出生于英国牛津，获得CH（英国荣誉勋爵）,CBE（大英帝国司令勋章）,FRS（英国皇家学会会员）,FRSA（英国皇家艺术协会会员）等荣誉。他是英国剑桥大学著名物理学家，是现代最伟大的物理学家之一，也是20世纪享有国际盛誉的伟人之一。

霍金主要研究宇宙论和黑洞,正是基于自己的研究,霍金经常提出些醍醐灌顶的说法,就是霍金预言,虽然霍金身份不简单,而且研究领域也非常人能理解,但是他提出的预言究靠谱吗?我们又该如何理解? 第一步，2032年世界末日 霍金说世界末日是多种原因导致的，主要有第三次世界大战引发的核战争导致全球被核辐射污染人类无法生存、温室效应海平面上升导致人类的栖息地进一步缩小，从而人类文明崩盘，世界末日由此开启。 但许多学者认为霍金的提出的世界末日并不是学术问题而是社会问题，所以让大家不必恐慌，而地球资源的不断消耗乃至枯竭，环境的恶化，国家地区利益争端才真正是毁灭地球的原因。 第二步，2050年人类移民火星 霍金认为地球世界末日不可避免，而唯一能解决方法就是火星移民，从1960年前苏联向火星发射探测仪至今，人类已经对火星的研究取得了较大的进展，但是要在火星定居还有很多问题要解决，如何送过去和如何活下去的问题，还有34年的时间，时间会给我们答案，而我们也能等到那一天。 第三步，2100年，人类进入外太空，新人种出现 外太空这个要怎么理解，外太空指的是地球稠密大气层之外的空间区域，并没有明确的界线分野，又称为宇宙空间。应该意思是人类的活动范围已经全面进入太空中，包括银河系和其他星系，从而发现新的生命、新人类（当然对于新人种来说地球人也是新人种）。这是迟早的事情，人类太空事业发展迅速，对外探索的步伐只会越走越快，期待这一天的到来。 第四步，2215年，地球面临毁灭 也就是说198年后的今天，地球已经在自我毁灭了，但是会不会涅槃重新就不得而知了。据权威机构计算地球上石油目前还有1370亿吨，年开采量30亿吨，还能开采40-50年，煤炭资源10万亿吨，但可供利用的只有7000亿吨，年开采量34亿吨，可以用205年，还是可以撑到自我毁灭的，而且还可以趁着没毁灭带去火星。（当然这个数据也不绝对，或许新技术的发现能解决能源问题），地球上很多资源在还没到自我毁灭的时候基本上都用完了。 第五步，2600年地球变成炙热的火球 灰常抱歉！我找了半天也还是没有找到霍金大爷对于第五个预言的解说。虽然咱可以猜，但是咱也要尊重人不。所以我就不乱猜了 霍金的五大预言

霍金预言指的是著名物理学家史蒂芬·霍金在2011年接受美国著名知识分子视频共享网站BigThink访谈时，称地球将在200年内毁灭，而人类要想继续存活只有一条路：移民外星球。

霍金表示，人类如果想一直延续下去，就必须移民火星或其他的星球，而地球迟早会灭亡。至于这个时间期限，霍金预言，地球将在200年内毁灭。此消息一出，引起坊间热议。有学者表示，霍金之说更多的不是建立在相关科学依据上，而应该理解为“霍大师对人类的一个忠告”。也有网友认为是“闲扯事”，但大部分的网友“末日情绪”被再次点燃。另外，霍金预言外星人可能会为资源入侵地球 霍金临死前留下了五个“死亡预言”这神秘的预言，到底是什么？

霍金临死前留下了五个“死亡预言”这神秘的预言，到底是什么！

文：手握三尺霸王枪

霍金，相信大家听到这个名字并不陌生，霍金是一位残疾人但其实他是一位病人，他也是一个很坚强的人，同时是非常出名的物理学家和科学家，霍金的一生几乎都在探索宇宙，他虽然后半生一直生活在轮椅上，但这并不影响他对宇宙的热爱，霍金已经离世很久了，但关于他的传闻，确实有很多，其中最著名的就是霍金的五大预言，虽然是预言，但这些却是霍金根据地球和人类发展的趋势所立下的，五大预言也曾被人们称为“死亡预言”。

霍金的第一个预言，2032年将迎来世界末日。是因为核辐射的原因，将来爆发的第三次世界大战，由于现在的高新技术和武器伤害都很高，第三次世界大战的所造成的伤害，远比前两次的世界大战要高的多，要知道，现在的核武器的数量之多，要想毁掉地球，真的是一件很简单的事情。霍金的第二个预言，在2050年，人类将会移民进入火星。

霍金的思路远比普通人要清晰的多，霍金曾预言过第三次世界大战不可避免，世界末日也不可避免，那么人类就躲避世界末日，在整个银河系中，除了地球，就只有火星适合人类生存，人类已经对宇宙有了很多的了解，相信不久的将来，答案将会公布与每一个人。霍金的第三个预言，在2100年。人类将会进入外太空，并且会发现新的人种，这一点将会是很新奇的存在，如果预言是真的，那么在将来我们人类在宇宙中就不会感到孤单了，不过就是不知道我们所遇的那些新人种，是敌人还是有人，不过我相信，在茫茫宇宙中，那些所谓的新人种也很渴望有个朋友吧。

霍金的第四个预言，在2215年，地球将会毁灭。地球上的资源将会枯竭。霍金的第五个预言，在2600年，地球将会变成一个火星，随着大气污染物越来越多，会出现所谓的温室效应，地球的温度正在不断的升高，相信大家也感觉到了。最后，我希望大家能发表一下自己的看法，在这之中，我觉得有些细节上的错误，看大家能否找出来。

霍金临死前留下了五个“死亡预言”这神秘的预言，到底是什么！欢迎大家评论，谢谢。’

霍金警告人类的5大预言，有实现的可能吗

霍金警告人类的5大预言，有实现的可能吗

史蒂芬·威廉·霍金，1942年1月8日出生于英国剑桥，或许是冥冥中注定，他出生的那一天恰好是伽利略逝世三百周年忌日，这似乎为日后霍金的物理生涯增添了一份神秘色彩，当然，凭借他对黑洞的理论研究，以及他所患的ALS病症，霍金本就从来不缺乏神秘之处，甚至有人说，霍金根本就是外星人安插在地球的间谍，理由是史上患有渐冻症，没有一个可以像霍金这样活这么多年的。

无论如何，单是霍金早年间提出的黑洞蒸发现象和无边界宇宙模型，全世界已经公认，在爱因斯坦相对论和普朗克量子论的基础上，霍金无疑站在这二人的肩膀上走出了更为前瞻性的一步。这也是霍金被称之为继牛顿和爱因斯坦之后，地球上最聪明的物理学家的原因，当然，他还有一个更拉风的名号——“宇宙之王”。

那么，宇宙之外霍金，所发表的系列预言真的靠谱吗？参考他此前三次和物理学家们的赌局。第一次是在1975年，霍金和同事打赌天蝎座X－1是否包含黑洞，最终霍金认输；第二次是1991年，霍金与索恩、普雷斯基尔谈论裸奇点是否存在，霍金再次痛快认输；第三次是在1977年，霍金与扑雷斯基尔以一本男子杂志为赌注，打赌黑洞是否会摧毁所吞噬的一切信息，结果到了2004年，霍金当众送给同行一本杂志。

结合这几次打赌的经历，可见霍金对未来的猜测实在不怎么靠谱，可或许是天性热爱预言，或许是单纯的渐冻症患者的恶作剧，总之，霍金再次给人类留下五大预言：2032年，小行星撞地球，威力大过灭绝恐龙那次的3000倍，届时人类必然灭亡；2050年人类移民火星；2100年人类移民外太空，第三种人类出现；2200年地球毁灭；2600年地球变成“大火球”。

霍金生前留下的5大预言,分别是什么时候提出的？

预言一2032年世界末日，原因是第三次世界大战的来临。全球被核辐射污染人类将无法生存（要知道现在的核武器数量已经可以毁灭好几个地球了），。

预言二2050年人类移民火星，霍金认为地球世界末日不可避免，而唯一能解决方法就是火星移民，从1960年前苏联向火星发射探测仪至今，人类已经对火星的研究取得了较大的进展，但是要在火星定居还有很多问题要解决，如何送过去和如何活下去的问题，还有34年的时间，时间会给我们答案，而我们也能等到那一天。 预言三，2100年，人类进入外太空，新人种出现。应该意思是人类的活动范围已经全面进入太空中，包括银河系和其他星系，从而发现新的生命、新人类(当然对于新人种来说地球人也是新人种)。 预言四，2215年，地球面临毁灭，也就是地球的可用资源用完的那一天。大家都知道石油，煤炭，这些不可再生资源的，用完就没了。 预言五2600地球将变成火球。地球的温度每年都在上升，相信大家一定能感觉的到吧。 霍金五大预言会实现吗

霍金五大预言会实现吗?一百年后地球将有新人种出现。近年来，霍金预言备受世人的关注，但是霍金预言究竟会不是实现呢?近日，有人总结了霍金五大预言每一个都十分的惊人，但是这些预言真的会实现吗?霍金称未来100年后人类将会移居外太空，地球将会有新人种出现，2050年人类移民火星，霍金认为地球世界末日不可避免，而唯一能解决方法就是火星移民，从1960年前苏联向火星发射探测仪至今，人类已经对火星的研究取得了较大的进展，但是要在火星定居还有很多问题要解决，如何送过去和如何活下去的问题，还有34年的时间，时间会给我们答案，而我们也能等到那一天。

2100年，人类进入外太空，新人种出现，外太空这个要怎么理解，外太空指的是地球稠密大气层之外的空间区域，并没有明确的界线分野，又称为宇宙空间。应该意思是人类的活动范围已经全面进入太空中，包括银河系和其他星系，从而发现新的生命、新人类(当然对于新人种来说地球人也是新人种)。这是迟早的事情，人类太空事业发展迅速，对外探索的步伐只会越走越快，期待这一天的到来。 霍金的预言实现了几个？

目前还没有任何预言应验，因为时间最接近的预言是在2032年。

霍金预言：

第一：2032年世界末日

第二：2050年人类移民火星

第三：2100年人类将会进入外太空发现新人种

第四：2215年地球将会面临毁灭

第五：2600年地球将会变成火球

扩展资料

据国外媒体报道，著名天体物理学家史蒂芬·霍金警告说，人类要想长期生存，唯一的机会就是搬离地球，并适应新星球上的生活。除非人类在最 近 两个世纪内殖民外太空，否则人类将永远从世界上消失。

霍金在接受一家网站采访时说：“人类在未来数百年里必须认真考虑自己的生存问题。我看到了人类的危险，过去曾出现过多次人类的生存危机。发生类似情况的频率还会增加，我们需要十分谨慎地避免这类危机。但我是一个乐观主义者，如果人类在未来二百年间能成功向外太空扩张，那么我们就能避免灾难。

2010年早些时候，我曾警告说，人类在努力与外太空其他生命形式建立联系时应当谨慎小心，因为我们不能确定他们是否会对人类表示友好。如果我们是这个星系中唯一的智能生命体，我们应该确保自己得以生存和延续。但面对地球的有限资源和呈指数形式增长的人口数量，我们长期生存的唯一机会不是留在地球，而是向外太空寻找出路。

在过去的一百年里，我们的科学技术取得了卓越的成就，如果我们想延续进步，就不得不放眼外太空。这也是我大力支持载人航天飞行研究的原因。”

霍金最后指出，人类有望驾驶宇宙飞船做时光旅行，届时从地球到银河系边缘的漫长路程仅需八十年，这给人类殖民外太空带来了技术上的可能。

另外，霍金多次警告说，外星人可能会为资源入侵地球。

德国马克斯·普朗克理论物理研究所的物理学家丹尼尔·普兰泽蒂领导的一个研究小组进行了一项研究，为黑洞的3D本质只是一种错觉的理论提供了证据。他们研制的模型表明，一个黑洞的所有信息都可以包含在一个二维的表面上。这项研究可能有助于缩小爱因斯坦相对论和量子力学之间的差距。

开普勒太空望远镜的唯一任务是在星系中寻找与地球大小相同的行星，并估算出银河系中数十亿颗恒星中有多少颗有这样的行星。开普勒团队在《天体物理学杂志》上发表报告称，他们在去年发现了1284颗新行星。NASA总部首席科学家艾伦·斯托芬(Ellen Stofan)表示:“这一消息使开普勒望远镜确认的行星数量增加了一倍多。”如果我们把其他望远镜发现的行星也算在内，目前已证实的行星数量已超过3200颗。

阿马里亚太阳能光伏电站

葡萄牙仅靠可再生能源就运转了107个小时——4天多一点。SolarPower欧洲公司的首席执行官詹姆斯·沃森说:“这对一个欧洲国家来说是一项重大成就，但今天看来非同寻常的事情，几年后将在欧洲变得司空见惯。”2015年，葡萄牙48%的电力来自可再生能源。

自2015年7月冥王星飞过以来，新地平线号宇宙飞船一直在向地球传回照片。冥王星令人难以置信的距离是它花费如此长的时间发送所有这些数据的原因。所有的高分辨率图像最终到达我们手中，使美国宇航局得以完成这幅拼接图，它横跨了新地平线号飞船飞过冥王星时所面对的半球影像。

来自瑞典的天文学家已经确定神秘的第九大行星。他们说，大约45亿年前，这颗行星在与另一颗恒星的一次近距离接触中被我们的太阳引力“俘获”。据估计，第九大行星的质量大约是地球的10倍，距离太阳的距离是冥王星的75倍。那么大的行星在那么远的地方形成的可能性是无穷小的。

USNW工程

澳大利亚工程师创造了一项新的世界纪录，他们发明的光伏电池可以在不使用集中器的情况下获得34.5%的太阳能，打破了之前24%的纪录。这里的关键词是“没有集中器”。德国能源智库Agora Energiewende此前设定的目标是到2050年实现35%的能效。这些新的太阳能电池也更小，这将使太阳能更便宜。新南威尔士大学的马克·基弗斯说:“从每束阳光中提取更多的能量对于降低太阳能电池的发电成本至关重要，因为它降低了所需的投资，并能更快地产生回报。”太阳能电池效率的理论极限是53%，我们现在已经完成了三分之二。

临床试验表明，神奇蘑菇是一种有效的治疗抑郁症的方法。裸盖菇素是一类具神经致幻作用的神经毒素,含有该类毒素的墨西哥裸盖菇 ，被称为“神圣的蘑菇”或“幻觉蘑菇”,在墨西哥土著人的某些宗教仪式中使用了数百年。12名志愿者接受两剂裸盖菇素治疗，间隔7天，并在接下来的3个月进行评估，志愿者报告说，他们的焦虑和感觉快乐的能力持续改善。研究人员说:“这项研究为裸盖菇素治疗抑郁症的安全性和有效性提供了初步支持，并激励人们进行更严格设计的进一步试验，以更好地检验裸盖菇素的治疗潜力。

一，美国在科学和技术研究，以及技术产品创新方面都是最具影响力的国家之一。人类工业史上许多最重要的发明，包括轧棉机、通用零件、生产线等都是源自美国，其中工业的生产线尤其重要，它使得工业的大量生产从梦想变为真实。其他重要的发明包括飞机、电灯泡与电话。美国最早研制出原子弹，将人类科技带入原子时代的新纪元。在科学研究方面，美国学者赢得了大量的诺贝尔奖，尤其是在生物和医学领域。美国国家健康研究中心是美国生物医学的聚焦点，并已完成人类基因组计划，使人类对肿瘤、阿兹海默症等疾病的治愈研究进入重要阶段。

日本

日本的科学研发能力位居世界前列，应用科学、机械、及医学等领域尤为突出，日本政府把电子技术、生物技术和新材料技术列为国家的3大支柱产业技术，并把3大支柱产业的关键技术细分为16项。日本拥有很多大集团和大公司，如东芝，三菱等等，这些公司都拥有很强悍的科研实力。

英国

英国是世界高科技、高附加值产业的重要研发基地之一，科研涉及很多科学领域。英国以世界1%的人口，从事世界5%的科研工作，所发表学术论文占9%，引用量达12%，仅次于美国。获国际大奖人数约占世界的10%，有78位诺贝尔科学奖得主，居世界第二。在生物技术、航空和国防方面较强。

德国

德国在科学方面的成就相当显著，而投入研究开发为整体经济的一部份。有103位德国人获颁诺贝尔奖，在20世纪，德国的诺贝尔奖得主较其他国家为多，尤其是在物理、化学、生理学或医学等科学领域。阿尔伯特·爱因斯坦及马克斯·普朗克为近代物理学的重要奠基者。德国在环境科技开发及运用上较为成熟，企业投入于环境科技领域达2,000亿欧元以上，德国环境科技重点包括发电、永续能源交通工具、原料效率、能源效率、废弃物管理、资源回收及永续水管理。

以色列

以色列对于科学和科技的发展贡献相当重大，以色列的科学家在遗传学、计算机科学、光学、工程学、以及其他技术产业上的贡献都相当杰出。以色列的研发产业中最知名的是其军事科技产业，在农业、物理学和医学上的研发也相当知名。全球顶尖企业，包括英特尔、IBM、微软、惠普、雅虎、Google、升阳微系统，在以色列都有研发中心。

瑞典

瑞典科研较发达，全国科研力量主要集中在国家资助的全国各级高校、专业研究所、皇家科学院和工程院以及企业资助的下属研发部门。瑞典皇家科学院，是瑞典最高学术机关和最大的科学中心。瑞典皇家科学院是一个不属于政府而独立存在的科学机构，在世界上与英国皇家学会、法兰西科学院和前苏联科学院齐名。

法国

与英国不同，法国保持科技优势是通过国家的高投入来实现，法国拥有五十多名诺奖获得者，十多名菲尔兹奖获得者。在20个关键科研领域，法国都居于世界前列，尽管浪漫的法国人似乎比日本人和德国人都更慵懒，但在科学研究上面，他们更富有创新精神和冒险精神。法国在航天，能源，材料科学，空间技术等方面的优势均比较明显。

意大利

意大利有良好的科学传统，20世纪先后有9位科学家获得过诺贝尔物理、化学、医学奖。意大利的科研机构分为三个部分，即公共科研机构、高等院校和企业研究开发中心。意大利高技术产业主要集中在信息通信、航空航天、生物制药、可再生能源、先进技术材料、机器人与自动化及精密仪器等领域。

芬兰

芬兰以科技立国，以科技强国。其教育水平，科技水平始终居于世界前列。除了诺基亚之外，芬兰，这个只有500多万人的小国，在20项关键科技领域，有17项排名前十，比如说计算机科学，大家都知道windows，但计算机专业的人一定知道linux。美国国防部的报告指出，芬兰是世界上向中国转让高科技技术最多的国家，中国方面公开的资料则说，芬兰是中国在北欧的第二大技术转让方。

加拿大

加拿大是一个高度发达的资本主义国家，得益于丰富的自然资源和高度发达的科技，使其成为世界上拥有最高生活水准、社会最富裕、经济最发达的国家之一。加拿大重有3.38万名科技人员在联邦政府中工作，从事研发的占41.3%，从事RSA的科技人员占58.7%。2004年3月，加拿大已正式成为总部设在莫斯科的国际科学技术中心（ISTC）的成员。

中国

中国在计算机、航空航天、生物工程、新能源、新材料、激光技术等领域都取得了重大科技成果。中国设有众多公立的科研机构，包括中国科学院、中国工程院和许多研究型大学。每年都有大量国家拨款用于科研。在超大规模集成电路、超级计算机、航天、可控热核聚变等方面国际竞争能力也在快速提一升当中。

我是清华大学量子物理专业毕业的研究生，对量子物理略知一二，给大家举一个简单的例子告诉你们世界是什么。以倩女幽魂为例，大家所看到的世界是小倩的实体，但小倩的本质是个虚体。也就是说大家认为的世界是假的世界，所有的物质即没有物质，世界是空无一物的虚拟世界。这样解释最符合量子物理的现实意义。再给大伙纠正一句话，即色即是空空即是色，色指的就是物质而不是好色。我相信上帝的存在，也相信佛家的智慧，更相信科学的力量，但永远反对迷信和无知。

我是麻省理工量子物理系的研究生，我相信量子力学理论，但不这并不意味着人生没有意义，我们的人生、未来处于波的迭加态，也就是无数可能时空的叠加状态，比如你过马路，你下一秒可能会被车撞，也可能没事，也就是说下一秒的时空存在无数状态的叠加，当你的意识随着时间的流动的前进时，你的意识就会参与到这个无数时空叠加的波函数，从而导致波函数的坍缩，然后那无数的叠加时空就会确定为其中一个，简单来说，就是我们的未来存在无数的可能，一切都不是注定的，这样的人生怎么会没有意义？

众所周知，人，生在宇宙之中，星辰万物都有其规律和定数，宇宙形成有若干成份，动物和植物之间，生与死之间，意识与灵魂之间，都在逐渐演变成宇宙需要的成份，物质成份和定律成份，为其宇宙的的繁演在做无穷无尽的贡献，量子物理的出现，是其意识之间的感观意识化的一个轻微量知，在量子理论出现之前，人死如灯灭，一死百了，复盖人类几千年，由始至今，当科学的尽头发展至神学，动物和植物的研究颠复所有研究范畴，人为何而来，又为何而去，从哪里来，而去往哪里，什么时期是以什么形式出现，为什么在地球之上要寄居于皮表，答案就是能源再生，循环利用，就像植物一样周而复始，人为什么理论化都认为一死百了，这是容观主义的叠加心理，人活着就有意识，意识是无形的，声音是有音而无形，从微观世界而言，只是人类 科技 有限捕捉不到，展现不出来而已，在宇宙中生存的所有物质静态，液态，动态，都是在演化宇宙高级智能的某种特定需要的成份在所做贡献，人生在世，你认为该怎么做，有什么意义，只有真正经历死亡的那一刻，是脱俗，才明白来人世间所为何事，人间杂事，俗事俗非看清看淡，不要有遗憾，无论生死，情仇想开就好，不要做太多的计较，生光着来，死必光着去，理解人生，理解定律，一切理解万岁！火星人无尘，人生观，火星上的来客！

何为人生有意义，何为无意义？是演绎一场结局已经注定的“戏”，还是充满未知的未来？

从量子力学的角度看，人生存在无限可能。埃弗雷特针对量子力学怪异的叠加态提出了平行宇宙，先不说这个理论有点东方夜谭，但最起码表达了微观世界是有多种可能的。

你有可能发挥失常名落山，也有可能在另外一个宇宙超常发挥金榜题名。而在爱因斯坦与波尔的量子观中并不赞同平行宇宙，当然大部分人都不赞同。那么在这个独一无二的宇宙中事态该如何发展？

爱因斯坦的观点认为如果我们知道宇宙间一切粒子此刻的状态，也知道宇宙间的一切粒子的物理规律，那么我们就能计算出未来这些粒子的运动轨迹。换而言之，你注定名落孙山或金榜题名，这不是选择题，而是物理计算题。

因为宇宙万物都是由最基本的粒子组成，包括人身上的每一个细胞，组成细胞种的每一种元素，这些元素所对应的原子中的电子与质子（中子）中的夸克、胶子、玻色子等等，我们大脑神经网络中靠的是电信号，这些信号由粒子之间相互作用进行释放，因此底层逻辑还是粒子之间的物理作用，庞大的粒子作用最终决定了你肯定会发挥失常，或者是肯定会超常发挥。

这不仅是爱因斯坦的物质观，也是牛顿的物质观，从牛顿发表的《机械宇宙》，再到拉普拉斯信条（决定论），大量得物理学家都站在了这一边，他们认为世界为实，一切都是准备好的。

波尔认为量子力学具有概率波存在得不确定性，换句话说考得好与不好是随机事件，这个随机事件并非好与不好各占50%，而是各占100%，只有考的一瞬间才知道自己到底时失常了，还是超常了，这就是不确定性。

因此，爱因斯坦才怼了波尔一句上帝不会掷骰子。那么到底谁对谁错呢？就目前而言，量子的不确定性已然是板上钉，不过爱因斯坦也没有错。

量子力学并不支持自由的意志，因为量子的世界是微观世界，即使是在微观世界中量子也具有它的客观规律，不以人的意志为转移。

能提出关于人生等宏观问题，实际上是对量子力学有一定的误会，薛定谔的猫就是把微观态的量子不确定性，过渡到宏观态猫的生与死的问题。量子的不确定性决定了原子是否衰变，而量子装置又决定了锤子是否能敲碎毒药瓶，衰变敲碎猫死，不衰变猫安然无恙，试问猫一直处于盒子之中，如果观察者能使波函数态坍缩，那么猫算不算观察者？

如果你不去看月亮，月亮是否在天上呢？月亮是否会以人的意志为转移呢？这些问题看似都可以使量子力学崩塌，实际上都违反了量子的状态只存在于微观状态，因为量 子除了不确定性，还受制于局限性实在性，也就说不确定性被封装成了包，宏观态只表现出包的属性，不考虑微观是什么情况，而宏观态又回到了经典物理的状态。

爱因斯坦相信的是不管你去不去看月亮，月亮都在天上挂着，月亮在宏观层面存在的实在性与微观态量子力学的不确定性相矛盾，而连接微观与宏观的区别就在于局限性。爱因斯坦认为局域性和实在性必须同时成立。相对论中一切信号传递的速度都无法超过光速，因此一秒后30万公里以外有人中弹了，肯定是不是你打的枪，因为子弹的速度无法超过光速，这就是爱因斯坦所说的局限性，而量子有鬼魅般的超距作用，也就是量子纠缠，似乎破坏了局限性。

量子纠缠这里不赘述了，网上有很多的解释，量子除了纠缠还有退相干性，所谓退并非没有，也是不展现。简单来说也就是量子力学在宏观世界很少展现，不是因为没有相干性，而是相干性没有展现，我们看不出来，这恰恰也是量子力学的一种宏观效应。

如果你处于月亮中的某个原子中你会发现量子各种奇怪的情况，但是如果你退到地球上，这些怪异的情况都不存在，因此量子力学与你无瓜，你的人生有意无意全靠自己努力。

“量子力学”和你的“人生”几无瓜葛

量子力学的理论目前是正确的，在不断的被科学实验所证实 ，但是谁也无法保证它永远正确。也许有一天，几十年几百年以后的人类会在想为什么我们祖先那么傻逼居然会认为 量子理论 是真理，就像我们现在认为 经典力学 很好笑一样。

而 人生 ，是你如何选择自己生活的道路，如何去学习、奋斗、成家立业，这是一场不可逆的过程， 它不是实验，也无法复制 。

“量子力学”打破了“真实”的壁垒

量子力学的奇异本质又经受住了另一场考验：澳大利亚科学家将一项著名的思想实验付诸现实 ，证明在量子世界中，真实仅仅在测量之后才能存在。

澳大利亚国立大学（ANU）的物理学家实现了John Wheeler的“延迟选择”思想实验，在该实验中，一个运动物体既可能表现为粒子，也可能表现为波。Wheeler提出的问题就是：物体到底是在什么时候决定表现为粒子还是波的呢？

经典力学的常识告诉我们，物体要么是粒子，要么是波，跟测量无关。但量子力学预测，你看到一个物体是有干涉现象的波还是没有干涉现象的粒子，完全依赖于你最终的测量方式——而这正是ANU的研究小组所发现的。

“我们的结果证明，测量就是一切。 在量子层面上，如果你不去观测的话，“真实”就不存在。 ”ANU物理与工程研究院的助理教授Andrew Truscott说。

所有的粒子都是以“概率”的形式存在

在量子力学中，为了定量地描述微观粒子的状态，量子力学中引入了波函数。电子在屏上各个位置出现的概率密度并不是常数：有些地方出现的概率大，即出现干涉图样中的“亮条纹”；而有些地方出现的概率却可以为零，没有电子到达，显示“暗条纹”。

据此可以认为波函数所代表的是一种概率的波动。这虽然是人们对物质波所能做出的一种理解，但是波函数概念的形成正是量子力学完全摆脱经典观念、走向成熟的标志；波函数和概率密度，是构成量子力学理论的最基本的概念。

“量子力学”对常识的冲击

在大部分人的脑海中，物质的存在与否要么是“ 存在 ”，要么是“ 不存在 ”，而量子力学则会告诉你：你的“ 观测 ”会改变“ 存在 ”的结果，即物质的“ 存在 ”与“ 不存在 ”是因为你的外力干涉而变化的。

还有一个说法就是，物质（粒子）的 存在 是没有人能从三维空间上 准确无误的计算 和预言的，换言之一切皆有可能。

我们都信奉“ 眼见为实 ”，在“ 眼见为实 ”这一认识被打破之后，我们又信奉“ 科学的计算为实 ”，然而量子力学理论的横空出现，让我们人类再度面临新的困境，即“ 没有什么是事实 ”，除非你观察之、干涉之，而这结果也恰恰因为你的 干涉 和 不干涉 有天差地别般的区别。

什么才是真的？

中国传统文化上常常讲一句话“ 命由己造，相由心生 ”，这句话背后的原理即是一个人的命运和相貌，会因为他自己主动的干涉而发生变化。这是否和量子力学的理论有些许的共同之处呢？

有很多人会问我， 我信佛、信道，弄风水、算八字，放生、做慈善 ，是不是就能改变自己的命运了，这样的干涉有没有意义？

有，也没有。

这真是个完全复合“ 量子理论 ”的回答，换言之， 我们不知道 。

但是我们偶尔会能看到一些未知维度向我们悄悄打开的窗户，里面有我们似乎无法理解的现象和事物。

而命运的改变，确实是其中最令人向往的观察。

也许真的有那么一天，我们能揭开人类命运的秘密吧。

（图源自网络，侵删）

量子力学当然是对的。我们现在很多领域都是基于量子力学的。化学领域，新的化合物合成，基本电子云的概念等，都是从量子力学来演算。

原子能的民用、军用都是依赖于量子力学的基础计算。如果量子力学有问题，我们怎么控制核电站？怎么研制原子弹、氢弹？

但是很多人过于夸大量子力学的一些效益。

量子力学是基于微观领域的物理学。简单的说，是在物体的大小在0.0000000001米（对，小数点后9个零）及以下的条件下所需要的物理学。它是来描述微观粒子的。比如电子，比如光子。

这些微观粒子的波粒二象性，通过具体实验，被放大。即使1微米的一粒尘埃，一千亿分之一克，运动速度为每秒一毫米，那么在它的位置精度能达到1埃的情况下（也就是十亿分之一米），它的动量的不确定性，只有十万分之一。这是在我们目前测量精度之外的。

在我们的日常生活中，甚至在大部分人体神经传输、细胞内部活动中，量子力学的效应不用考虑。宏观的经典力学完全统治了这个我们的日常生活。

量子力学之所以被“误解”，更多的是从思辨的哲学角度。以及衍生的一些头脑实验。特别是对观测的“反思”。因为在宏观世界中，观测者是不参与“被观测者”，不影响“被观测者”。这当然是从普通的物理学角度来说了。

比如实验室一个小球，在轨道上滚动、滑行。那么经典力学确实能很好的去计算。包括一个单摆，周期与摆长的关系让人类发明了走时精确的机械钟表。这些都是简单的物理。

但现实中的人类行为本身非常复杂。比如短跑比赛，有观众和没有观众，运动员的发挥是不一样的。但，这不是简单的物理现象，这是复杂的人类活动。

题主之所以会说如果量子力学是对的，那么人生是不是没有意义？我想核心的想法是对测不准原理的误解。以为人生是有大量的测不准，努力，未必有结果。

人生当然有很多很多意外，这些意外，更多的是因为我们的经验、常识不够所导致。一个二十岁的年轻人，也许天天是意外，周周有惊喜。但是一个经历过两次世界大战的80岁的人，无论局势再如何变化，也都是坐看云卷云舒。

人生的意义，在于人生的内容，这是我们可以去书写，去改变的。

量子力学是对的，那些书写量子力学的人们的人生同样是意义非凡的。

要理解量子力学，首先要弄清楚薛定谔方程。我不是专业科班出生，有朋友告诉我那就从薛定谔的猫这个经典命题出发来理解也行。

通俗说，薛定谔的猫，你不打开看一眼，亲眼确认这只猫是死是活，这只猫对你来说，就永远处在非死非活的状态。也就是说没有人的意识，客观世界的状态是无法确定。这是量子力学的一个基本描述。

在此基础上，有一个进阶版的理解。你人在北京，有一双手套，却分别寄往北京和拉萨。你事先不知道哪只手套寄到了拉萨。如果你想知道拉萨的是哪只手套，你只需要确认寄到北京来的是哪只就可以了。这个进阶版的例子是想说明，所有粒子之间都存在有某种联结，而且这种联结因为意识的作用，在确定其中一个粒子状态后，另一个粒子状态在几乎同时刻也得到确认。

由于非科班出身，再往后就难以理解，不过量子力学基本命题就是将对世间万物的状态的确认加入了人的意识。

基于上述对量子力学的描述，再来谈谈对人生是否毫无意义。虽然不太明白题主为什么会有这样的结论，我猜是看了一些量子力学与宗教之类的文章的关系。

其实理解了量子力学，应该觉得人生更有意义才对。改变不了的只是万事万物之间的联结，但是这种联结不是只有唯一的。人可以改变的是你选择去确认哪种联结。我这里并非想说平行宇宙之类的东西，只是想说明从量子力学的基本命题的理解，应该知道人与未来之间有很多联结，选择哪一个，自己决定。

五次科学革命

在许多科幻作品和小说当中，常常会出现这样一幕：某一位科学家发现了真理，因为觉得人生仿佛失去了意义而选择自我了断。而在著名的科幻小说《三体》当中，还出现了科学家因为被外星人限制了基础科学而绝望最终自杀。

对于许多科学家而言，科学理论有时甚至意味着自身的世界观。因此，每当有新的理论冲击着科学家们的世界观时，一些科学家会选择回击，而有些科学家则会非常绝望。在科学史上，至少有5次颠覆科学家世界观的科学革命。第一次是哥白尼革命，从哥白尼开始到牛顿几近结束，统治西方学术圈2000多年的地心说宣告破产；

第二次是牛顿通过牛顿力学和万有引力定律统一了天上和地上的物理学 ，这次革命奠定的科学的研究方法，从此以数学、实验和逻辑推演的研究方法成为了主流，一直延续至今。除了牛顿之外，还有麦克斯韦和爱因斯坦，他们都不同程度地颠覆了他们所在时代的科学家的三观。就拿爱因斯坦来说，他在曾经多次公开讲他的相对论，结果当时大多的科学家都听不懂。

以上的4次变革虽然大大颠覆了科学家的三观，但和量子力学的颠覆相比，还稍显逊色。量子力学与其说颠覆人的三观，不如说它让许多人感到绝望，甚至让一些人感到人生毫无意义。以至于量子力学的一些奠基人都无法接受这个理论，甚至站到量子力学的对立面去，这其中就包括大名鼎鼎的爱因斯坦、薛定谔等著名物理家。那为什么量子力学会让人感到绝望呢？如果量子力学理论是对的，是不是就意味着人生毫无意义？

量子力学

如今我们都知道，普朗克在1900年提出“量子假说”被视为量子力学的开端。量子力学实际上是由几代科学家共同完成的。第一代科学家的代表就有普朗克、爱因斯坦；第二代就有波尔、波恩、索末菲；第三代则有海森堡、薛定谔、狄拉克、泡利等人。

很多人可能会纳闷：量子力学到底是研究什么的？

这个事情其实可以追述到古希腊时代，当时的古希腊哲学蓬勃发展。哲学家们认为要了解这个世界可以从哪个路径出发：

在第一条路径上，就有一位哲学家叫做 德谟克利特 ，他基于他师父的理论发展出了著名的原子论。他认为万物的本源是原子和虚空。这里的“原子”指的是构成万物的最小组成单位，是哲学概念，和我们如今的“原子”是两码事。

这条路径的研究也为后来的科学家找到了一条 探索 真理的方法，那就是因为万物最小的构成单位。 量子力学实际上就是在研究微观世界的科学理论，尺度大概是在10^(-15)m以下。 在这个尺度下，牛顿力学用到这个尺度上的误差会变得十分巨大，以至于不再能够和现实拟合。因此，我们就需要新理论，量子力学也就是在这样的情景下诞生的。

随着科学家们的研究，他们就发现微观世界和我们所处的宏观低速世界是非常不同的。举个例子，我们都知道原子是由原子核和电子构成的。但是电子在原子核是如何运动呢？

科学家设想过很多种可能性，比如：类似于太阳系中行星的运动方式，绕着原子核转。可是这样的假设和观测结果是不匹配的。

后来，科学家发现，电子在原子核外是呈现概率云的形式，我们只知道某一时刻电子出现在某个位置上的概率是多少，我们无法同时测得电子的位置和动量。更诡异的是，按照量子力学的理论，电子应该是同时出现在原子核外的多个位置，只有当它被观测时，才会确定在某个位置。

这和人类对于所处世界的认识是完全不一样的，这也是量子力学颠覆三观的地方。这个理论似乎在告诉我们这个世界是不可预测的，是随机的。这是爱因斯坦、薛定谔等人不能够接受的，爱因斯坦在和波尔论战时说道：上帝不会掷骰子。

而薛定谔则是提出著名的“薛定谔的猫”来为难量子力学的支持者。随着后来科学研究的进一步深入，我们会发现，量子力学承受住了考验，它应该是正确的。但这是不是意味着我们要为此而感到绝望呢？

我个人认为大可不必，因为量子力学是描述微观世界的，而我们所处的是宏观世界。量子力学的“随机性”在宏观世界存在的概率极其低，宏观世界还是具备确定性的。因此，无论量子力学如何发展，对绝大多数人而言影响甚微。

量子当然是对的，至少到目前为止，量子论是人类有史以来最成功的理论，也是讫今为止人类对于宇宙最为近似的描述。为什么量子论如果是对的，就意味着人生真的是毫无意义呢？这实际上是个哲学命题，早在量子论诞生之前，这个问题就是哲学的核心问题之一，早就有哲学家思考过了，叔本华就认为人生是无意义的，叔本华的思想还深刻地影响了王国维，我想王国维的死与叔本华的思想不无关系。但如果真如叔本华所说，人生是无意义的，那么人有何必活着啊，毕竟有那么多人都没去死啊，所以叔本华的理论并没有解释力。于是尼釆出现了，可谓石破天惊，尼釆说了，人生的意义就在于你想赋予人生什么样的意义，多积极啊！但不对，这不符合量子论啊，按量子论的话，应该是你去看“人生有意义”那就“人生有意义”，你不去看“人生有意义”那就没有“人生有意义”，怎么能象尼釆所说的那样你想有意义就意义，你想没意义就没意义呢？同理，按照量子论，也是无法从逻辑上得出人生无意义的结论的，因为没有“人生有意义”并不能等同于人生无意义。那么其中的道理又是怎么回事呢？其实早在三百多年的一个伟大哲学家就已经很好地阐明了这个道理，这个哲学家就是康德，他的道理就写在他的书里，书名是《纯粹理性批判》，什么，书里讲了什么？对不起，我头痛啊，我用一个手指头擢了这么字我手很酸唉！

看了很多评论回答都跑题严重，我是牛津大学物理系华人教授李爱民的同胞，我来解释一下这个问题，题目以哲学形式提问量子力学理论，并试图探讨量子力学对人生的意义，非常具有想象力的问题，甚至于对量子力学领域来说，这将是一场全新思考的开始，具有划时代的意义，一个美丽的姑娘被奸杀，从量子力学角度来说，答案已经在提问之中，就是美丽姑娘已经死了这个已经存在的结果，至于姑娘的人生意义，得归于哲学讨论范围，所以很简单，量子力学是错的，不过是科学家保持高深形象骗点研究经费罢了，世界万物，大至宇宙，小到cpu里面的一个纳米开关，皆有因果关系，例如太阳会发热，地球隔的近，能感受到热量，就是因果，cpu运算，1+1肯定是等于2，人生的意义也就是作为一种物理存在的生命体，在一个生命周期或正常或异常结束生命，意义在于当下，死只是一个生物物理的开关onoff问题，研究死之前会怎么死，本身就是荒诞的。

“大爆炸宇宙论”认为：在137亿年前，宇宙是由一个致密炽热的奇点一次大爆炸后膨胀形成的。奇点是体积无限小，密度无限大，温度无限高，时空曲率无限大的点。

爆炸之初，物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却、逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙。

1964年，美国贝尔电话公司的彭齐斯和威尔逊在装配卫星通讯天线时发现总有一种原因不明的“噪声”干扰。他们发现这是一种消除不掉的噪声辐射，相当于3.5K的温度。这种辐射不可能来自任何特定的辐射源，只能是一种宇宙辐射。后来，普林斯顿大学的迪克与他们共同确认这种宇宙背景辐射就是“原始火球”的残余辐射。这样，宇宙背景辐射就为大爆炸说提供了有力的依据。

那么，宇宙从温度无限高的状态，到最后会不会变成所有的地方温度都一样呢？宇宙的最终状态是什么呢？

1、熵增原理

1864年，德国物理学家鲁道夫·克劳修斯首次提出熵的概念，用来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度，能量分布得越均匀，熵就越大。一个体系的能量完全均匀分布时，这个系统的熵就达到最大值。在克劳修斯看来，在一个系统中，如果听任它自然发展，那么，能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触，热物体将冷却，冷物体将变热，直到两个物体达到相同的温度为止。

熵增原理就是热力学第二定律。在热力学中，熵是用来说明热运动过程的不可逆性的物理量，反映了自然界出现的热的变化过程是有方向性的，是不可逆的。

1889年波尔兹曼在研究气体分子运动过程中，用统计的方法来研究气体的行为时，对熵首先提出了微观解释，后经普朗克·吉布斯进一步研究，解释更为明确，他们认为，在由大量粒子（原子、分子）构成的系统中，熵就表示粒子之间无规则的排列程度，或者说表示系统的混乱程度，越“乱”，熵就越大；越有序，熵就越小。

自然界是由物质和能量组成的。热力学第一定律是能量守恒定律，第二定律是熵增定律。

这两个定律告诉我们： 宇宙的能量总和是个常数，总的熵是不断增加的。

宇宙中的能量总和一开始便是固定的，而且永远不会改变。这也就是说我们既不能创造能量，也不能消灭能量。我们能做的只是把能量从一种状态转化为另一种状态。世界上的一切都是由能量所生产的。世间万物的形态、结构和运动都不过是能量的不同聚集与转化形式的具体表现而已。一个人、一幢大楼、一辆 汽车 或一叶青草，都体现了从一种形式转化为另一种形式的能量。高楼拔地而起，青草的生产，都耗费了在其它地方聚集起来的能量。

比如我们烧掉一块煤，它的能量虽然并没有消失，但却经过转化随着二氧化硫和其它气体一起散发到空间中去了。虽然燃烧过程中能量并没有消失，但我们却再也不能把同一块煤重新烧一次来做同样的功了。热力学第二定律解释了这个现象。它告诉我们每当能量从一种状态转化到另一种状态时，我们会“得到一定的惩罚”。这个惩罚就是所谓的熵。

达尔文的进化论和熵理论是同一 历史 时期的两个重大科学发现，都对科学的发展起到了重大的推动作用，但是两者却事物演化规律上存在着矛盾。达尔文的进化论推翻了“神创论”和“物种不变论”和“跃变论”，《物种起源》是进化论的代表作，“物竞天择，适者生存”是大自然的演化密码，推动着物种从低级到高级，从简单到复杂，从无序到有序。这样的现象不是违背了“熵增定律”吗？

奥地利著名物理学家，量子力学创始人薛定谔于1944年在《生命是什么》一书中，从物理学家的眼光审视和研究了细胞，最后提出负熵的概念及其与生物生长进化的关系。在这本书中提出了他著名的论断：“生物赖以负熵为生”。他认为：一个生命有机体是在不断地熵增，当熵增到最大值的时候，那就是死亡。要摆脱死亡，就必须活着，唯一的办法就是从环境里不断汲取负熵去抵消体内正熵的增加，所谓负熵是指生命体通过吃、喝、呼吸等环节可使体内的熵减少，生物学上叫“新陈代谢”，只有通过输入“负熵”，输出“正熵”，才能保持身体的平衡，才能维持自己的有序状态，避免退化到无序的死亡状态。

薛定谔的对生命的解释，让科学家们终于也承认生命与世界上其它东西一样，也不能逃避熵定律的铁掌。哈罗德·布卢姆在一本叫《时光之箭与进化》的书中写道：“有机体的生长所体现的熵的微小的、局部的递减，都伴随着宇宙总熵的更大范围的熵增。”也就是，所有生物的存在都必须靠消耗食物来维持生命，而排泄物就是“正熵”，从短期来看，存在生态链的循环，如果把尺度拉到足够大，从长期来看，宇宙的总熵是增加的，最终趋于最大熵“热寂”状态（热平衡）。当然人类只是地球的过客，对于宇宙来说可有可无，只不过是宇宙缝隙中偶然盛开的一朵奇葩，短时间之内太阳和地球上的能量是可以满足人类需求的。

薛定谔的负熵理论连接了生物学与物理学对进化观点的鸿沟，并吸引了相当一部分物理学家在40年之后转而研究生命科学，开创了生物学研究的新局面。

根据熵定律，在一个封闭的系统里，如果没有外来的能量，世界万物最终都会朝熵值增加的方向发展，所以世界最终会变成一锅粥，一锅均匀且完全无序的稀粥，一个死寂的、没有能量转换和运动的绝对冰冷世界。但在现实的世界里，处处充满了生机勃勃的生命，一派生机盎然的景象。是什么样的物种和结构挑战了熵增定律呢？它们是以什么样的组织结构来对抗熵增呢？

比利时物理学家普利高津提出了“耗散结构理论”对抗熵增的理论，详细的解释了系统对抗熵增的原理，在1977年获得了诺贝尔化学奖。如果说薛定谔的负熵链接了物理学和生物学的鸿沟，那么耗散结构理论就是对负熵理论的升华。

1、什么是耗散结构

一个远离平衡态的非线性的开放系统（不管是物理的、化学的、生物的乃至 社会 的、经济的系统）通过不断地与外界交换物质和能量，在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构，由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持，因此称之为“耗散结构”。

普利高津的耗散结构理论是建立在对热力学第二定律的研究基础之上的。他将宏观系统分为三种类型。

一是孤立系统 。它是与周围环境不产生物质和能量交换的系统，这种系统的运作服从于热力学第二定律，随着时间的持续趋于平衡，热力学的平衡态指的就是熵增最大化的死寂状态。和我们经常讲的经济平衡和身体平衡是两个概念。生命体的平衡是能量和物质交换的平衡，不是热力学上的热平衡态，所以大家千万不要混淆这两个概念。

二是封闭系统 。它与外界环境交换能量，不交换物质。总体上看，其宏观系统近乎孤立系统，其运行状态从长时期看也遵从热力学第二定律。例如地球就是一个封闭系统，地球只和太阳交换能量，没有和其它星球交换物质，偶尔来一个流星雨，到地球也变成了少量的陨石；有时，卫星被送入空间，除此之外，进入、离开地球的物质数量非常少。所以地球是一个封闭系统，最终会走向灭亡。

三是开放系统 。它既与外界交换能量，又与外界交换物质。生物系统、经济系统、 社会 系统、城市等都属于开放系统。例如生命体通过吃喝、呼吸、排泄，通过耗散结构完成与外界环境的能量和物质交换，保证自己远离平衡态。

只有耗散结构才能够对抗熵增所带来的死寂。耗散结构是如何对抗熵增的呢？

1、系统必须开放

只有开放系统才能够和外界进行物质和能量的交换。例如细胞、动物、植物还有城市，都是开放系统。植物通过吸收土壤中的养分和来自太阳的能量，进行光合作用获得成长，来对抗熵增。动物通过吃喝以及呼吸来获得能量，维持身体的成长。城市通过开放，汲取外部能量，才能够有序的运转。如果生物体是封闭的，很快就会熵增致死。

2、引入高品质负熵流

任何一个生命体必须引入负熵来对抗熵增。生命需要摄入高品质的负熵才能保持 健康 。例如：人类只有吃 健康 的食物才能保持身体的 健康 ，而如果吃蝙蝠、果子狸等野生动物，就可能被病毒感染，导致传染性肺炎，最终害人害己。同理，一个国家、一个 社会 、一个企业只有引入优秀的人才，才能对抗混乱和无序。如果引入毒贩、恐怖分子等坏人，就会加快组织的混乱和无序。

3、保持熵增和熵减的平衡

再高质量的负熵流都不能过度摄入，要保持摄入的负熵能够对抗熵增的量度，保持熵减和熵增的平衡才能保证系统的有效运行。例如：人类如果过度摄入负熵流，就会导致肥胖，肥胖是人体为了对抗饥饿而对脂肪的存储，而现代 社会 基本已经消灭饥饿，所以脂肪的增加对人体是不利的。为了身体的 健康 ，必须散出去，通过 体育 锻炼来消耗掉，不然就会导致各种各样的肥胖病。物理学认为，人的疾病都是过多的熵在体内排不出来，如果积累过多，就会导致疾病发生，这就是生物体的“新陈代谢”，摄入能量和排出废物的平衡才能保证身体 健康 。

1、熵与生态

任何一个生物要想生存，必须消耗能量。人类也不例外，人类的文明发展是建立在对能量的利用之上的，第一次农业革命，能源供给主要靠人力、畜力以及自然力水力、风力等。

第二次工业革命，能源供给主要为煤、石油和天然气等矿物能源。这些矿物能源是不能再生的，总有一天会消耗殆尽。如果农业革命的能源供给是地球的利息，而工业革命的能源供给就是在吃地球的老本，而老本总有一天要吃光的。世界自然基金会和联合国环境计划署，　在2000年联合发表的地球生态报告中指出：“人类若依照目前的速度继续消耗地球资源，那未来所有的自然资源会在2075年前耗光”。

生物通过从周围环境摄取能量，能够朝着与熵的过程相反的方向发展。这种能量的最终来源是太阳。一切动植物依靠太阳而生存，有些直接依靠太阳，比如进行光合作用的植物，而有些又是间接依靠太阳，比如食草动物和食肉动物。

贝特兰·罗素说过：“每一个生命物体都仿佛一个帝国主义者，它竭尽全力要把它所处的环境的能量转化到它自身以及它的后代身上去。”在这个掠夺能源的过程中，每一个生命都在耗费着能量。植物通过光合作用从阳光中汲取负熵。在光合作用时，只有小部分太阳能被吸收利用，其余都耗散了。植物体内熵的减少是很小的，而整个环境能量的损失是巨大的。

在整个生态系统里，无数个生物形成一个食物生态链，而生态链的维持需要消耗更多的能量，并且会形成更大的熵增。化学家G·泰勒·米勒用一个非常简单的食物链例子来说明这个问题。这个食物链由草、蚱蜢、青蛙、鲑鱼以及人类组成。根据热力学第一定律，能量是不会减少的，然而根据第二定律，食物链的每一个环节都会把有效能量转化为无效能量，因此使整个系统损失更大的秩序。

生态系统中的每一个环节，如蚱蜢吃掉青草，青蛙吃掉蚱蜢，鲑鱼又吃掉青蛙，都要损失一定的能量。米勒指出，在弱肉强食的过程中，“大约有80％—90％的能量被完全浪费并以热量形式损失在环境中了”。被吸收的能量中只有10％—20％留在肉食动物的身体里，被转化到了食物链的下一个环节。想一想为了使一个生物种类不致陷入最大值的熵，那需要多少个比它低一等的生物个体啊。“一个人每年需要吃掉300条鲑鱼，这些鲑鱼要吃掉90000只青蛙，这些青蛙要吃掉2700万只蚱蜢，而这些蚱蜢要吃掉1000吨青草。”

因此，要想维持一个人的“秩序”状态，每年就要耗费1000吨青草所蕴藏的能量。而青草需要消耗多少土壤来提供它所需要的矿物质和水分呢？虽然阳光短期对于地球来说是免费的，但是土壤的矿物质是有限的，一旦消耗殆尽就很难恢复的。就像现在的农田里，必须施肥才能长庄稼，如果没有肥料，庄稼的产量是极低的。

所以地球上的每一个生物的熵减有序状态都是建立在对环境的熵增污染基础之上的。

我们以为生物进化就是进步。然而我们发现，越是高级的生物，消耗的能量就越多，它给宇宙带来的混乱也就越大。

如何才能延缓地球的熵增呢？

第一、尽量提高对外来能源（水力、风力、光能、潮汐能）的利用率 。太阳能几乎是地球惟一的外来能源，表现为水能、风能和光能，每秒为地球输送的能量为173000Tw（太瓦，1012瓦），相当于每秒燃烧500万吨煤。还有一项外来能源是引力能（表现为潮汐能），其实也是太阳提供的。试想一下，如果未来每一座大厦，每一栋房子，每一辆车、每一块玻璃都可以通过太阳能转化成电能，并且能够自给自足，那将会节约多少石油和煤炭？

第二、尽量提高地球上矿物能源的使用“效率”。 例如：炼钢厂需要燃烧大量的煤炭，煤炭在燃烧的过程中，为炼钢厂提供了能量，但是大部分转化为污染物废水，废气，废料。这些污染物对生态的破坏是极大的，导致土地寸草不生，河流鱼虾灭绝。

除了煤炭之外，还有石油和核能源，在利用的过程中都会产生很多的废料，尤其是核废料，至今没有一个绝对安全的处理办法，它们或被埋在深海，或被埋在稳定地层中，都是顾了今天不顾明天的不负责任的做法。核废料的衰变期很长，从几千年到几十亿年，可以说，当人类把它们从潘多拉魔盒中放出来之后，就再也无法把它们重新囚禁起来了。

所以矿物能源总量有限，需要提高利用效率，废物利用，才能够降低地球的熵增，才能维护好人类的共同家园。

第三、从外星球获取能源。

随着人类对宇宙的 探索 ，或许能够从外星系找到新能源，为人类提供能量。如果真的能够规模的低成本的和外星球进行物质交换，那么地球将不再是一个封闭系统，由于人类的存在，地球将向开放的系统演进。当然这只是一种想象 。

2、熵与 社会

（1） 社会 开放与人才流动

任何一个 社会 如果处于封闭状态，就很容易落后。 历史 的发展充分证明了这一点，在农耕文明时代，基本上是300年为一个周期进行王朝的迭代，所有的新兴王朝刚刚执政的时候，都是开放的，官用贤，将用能，人才上下流动频繁，而一旦王朝地位巩固，就会出现阶层固化，官僚体系臃肿的状态，在人才使用上更是沾亲带故，任人唯亲，最后是变成庸人治国，一潭死水，熵增致死。

秦王朝能够统一六国，靠的就是善于用人，很多将军和谋士都是外国人，而其它国家阶层固化官僚严重，导致很多优秀的人才流失。

清王朝的闭门锁国导致了我们近200年的落后。改革开放让中国再次腾飞，重新回归世界大舞台。邓小平通过改革开发，打开国门，建立开放的耗散结构 社会 系统，让物质和能量自由流动，促进城市和国外的的负熵流入，来对抗 社会 的熵增，复兴了中国的强大。中国最有活力的地方是深圳，因为深圳95％以上的人口都是移民。优秀的移民可以为城市的发展注入负熵流，让城市发展更有活力。全世界最有活力的地方就是美国，美国聚集着来自全世界的优秀移民。美国最有活力的地方是西海岸，因为那里是新移民最多的地方，例如洛杉矶、旧金山等。

所以 社会 的发展和进步必须要依赖负熵流入，才能对抗 社会 的熵增，只有建立开放的耗散结构，才能远离平衡态，让 社会 充满活力。

（2） 社会 规范与利益平衡

人类 社会 要获得负熵最大化，不仅要“开源”，而且要“节流”，人类个体的生存和发展需要争夺和消耗负熵，这是一种生命本能，但这种争夺和消耗必然会对 社会 产生熵增， 社会 熵增既不利于 社会 系统的维持和发展，也不利于 社会 个体的生存和发展。于是，人类 社会 逐渐形成了各种禁忌、宗教、道德、法律等大量 社会 规范，这些 社会 规范的主要功用是抑制 社会 熵增，通过倡导节约寡欲、抑恶扬善、友善谦和、大公无私、公平正义等理念，来控制欲望、调和竞争以维持 社会 良性秩序状态，从而降低个体活动对 社会 造成的熵增，在个人利益与集体利益、短期利益与长期利益之间进行平衡。

3、熵与企业

企业也是一个系统，企业系统演化的主要矛盾就是管理熵增和管理熵减的矛盾，企业如果不够开放，就不能够输入负熵流，就会导致熵增加。华为的任正非把“熵”概念引入企业，建立了负熵的组织，帮助企业充满了活力。

一方面，华为通过企业的厚积薄发、人力资源的水泵实现远离平衡的耗散结构特性，使企业逆向做功，让企业从无序混乱转向有序发展。

另一方面，华为通过企业的开放合作、人力资源的开放实现耗散结构的开放性，从模型的入口和出口吐故纳新、吸收宇宙能量，为企业带来有序发展的外部动能。

整个华为公司就是遵循这样的熵减机制，通过建立耗散结构，把旧的技能、旧的思想吐掉；把新的开放、打破平衡和负熵因子引进来，进而实现吐故纳新。

企业之所以能从衰老中走向新生，都是熵减的效果。只有通过构建耗散结构，开放引入负熵流，才能远离平衡态，不断的吐故纳新，自我颠覆，才能够重新为客户创造价值。

4、熵与人生

（1）物质熵

大自然赋予每个生物的使命是生存和繁衍，人类也不例外，人类所有的文化创造都是为了更好的生存。为了更好的生存，我们创造了越来越多的财富，于是我们开始肆无忌惮的消费，吃要吃的新奇特，甚至吃蝙蝠。穿要穿野生动物的皮毛。用要名贵的器物，这种无节制的物欲满足最终不会给人类带来幸福，只会让你的心灵更加空虚，只会加速地球的熵增。只有回归简单，节制生活，才能够利己利人利 社会 。

乔布斯、巴菲特、查理芒格都是亿万富豪，却过着非常简朴的生活。物欲的过度满足只会浪费 社会 能量，还会让自己肥胖和空虚，不利于自己身心 健康 。所以我们每个人要学会“断舍离”，追求简单朴实的生活，平衡人与自然的关系，克制自己的对物欲的过度追求，才能活出生命的意义。就像宗教所倡导的一样：“人生的最终目的不是满足一切物欲，而是要和自然和谐统一”。

（2）信息熵

自然界由物质、能量、信息、时间、空间五大要素有机而又复杂的构成，人类通过感知、认识、分析、积累、传承来认知自然和改造自然。人类通过观察从大数据中发现有价值的信息，再把信息整合成知识，用知识去改造世界。信息就是客观事物状态和运动特征的表现形式，是数据按照有意义的方式关联排列的结果，通过信息人类能够对大自然进行认识，信息越多，越真实，认识可能就越准确。

信息论的创始人香农将信息定义为“信息是用来消除随机不确定性的东西，是事物运动状态或存在形式的不确定性的描述”。香农引用了热力学的熵，首次提出了“信息熵”概念，意指信息流混乱程度的物理量。一个系统越是有序，信息熵就越低；反之，一个系统越是混乱，信息熵就越高。

现在是一个信息大爆炸的时代，在大数据的海洋里，能否获取有价值的信息，能否进行高效的计算和处理，决定了一个人或者一个组织的能力。

从个人的角度讲，根据信息熵的相关规律来看，一个人所拥有的知识越多，吸收的知识也就越多，对于同一个信息源，拥有知识越多的人，就越能够从其中获得知识。如果把自己放在一个封闭的环境中，对新知识、新信息不闻不问，也不接受的话，那么就会导致知识老化，这也就意味着信息熵随之增大了。为了防止知识老化、智力降低，就要不断地从外界吸收新知识，并对新知识加以整理，以结构化的方式储存在自己的大脑里。就像查理芒格先生提出的“格栅理论”一样，把重要学科重要思维模型结构化的放在自己的思维格栅里。

从组织的角度讲，能否获取市场有价值的新信息，新知识，通过数据建模对未来进行分析研判，做出领先市场的行为，决定了企业的成败。在人工智能时代，大数据、算法、计算速度三件武器是组织致胜的法宝。在计算速度方面人类已经有了突破性进展，谷歌的量子计算机就是一个颠覆性的产品，可以200秒完成目前世界上最快的计算机1万年的任务，未来将能够承担细胞、DNA密码的破解这种极高难度的任务（细胞的破解计算远远高于宇宙飞船的计算量），必将对世界产生巨大的改变。

未来的世界是复杂的，信息是海量的，在信息时代的取胜法宝是： 超强学习力＋高质量的信息＋算法模型＋量子计算机。

（3）精神熵

《心流》一书的作者米哈里教授认为，我们每天接受了太多的资讯，大脑里面充满了混乱和无序，这就是“精神熵”，无数个念头就跟分子一样，时刻万马奔腾，胡乱发散，当熵增的时候，大脑里无数个念头在相互冲突，在争夺你的注意力，在抢夺你大脑的控制权。这个时候，你的大脑就像热锅里的气体一样，各个念头之间没有什么束缚和联系，各自向不同的方向扩散，你的内心一片混乱，熵值非常高。当熵减的时候，大脑里面的念头向一个方向迈进，变得井然有序，心理能量就围绕着同一个主题组织起来，向同一个方向高效率地输出。此时我们思路清晰，头脑清醒。全情投入，沉浸在当下的体验中，从而实现“心流”。

米哈里说“精神熵增大是常态”，当精神熵比较高的时候，在一片混乱下，很多心理能量都浪费在内耗上了。对抗精神熵增大的方法就是获得“心流”，一旦进入心流状态，人们就会获得最佳状态，例如我们在阅读、打坐和冥想时，此时心里的熵值降到最低，一切纷扰念头都销声匿迹，只剩下你和当前的活动时，那种心灵如同冰晶般通透、念头如同雪水般畅流，忘掉了所有的一切，完全沉浸在当下，从而获得心流体验。

热力学定律为世界上一切物质活动的开展提供了整体的科学框架。用诺贝尔化学奖获得者弗雷德里克．索迪的话来说，热力学定律“最终控制着政治制度的兴盛与衰亡，国家的自由与奴役，商务与实业的命脉，贫困与富裕的起源，以及人类总的物质福利”，人类所参与的每一项物质活动都受着热力学第一、第二定律的严密制约。

爱因斯坦说“熵理论对于整个科学来说是第一法则”。熵定律是一个令人肃然起敬的概念。我们的客观世界有朝一日将完成他的路程而停止存在。然而，我们却不愿接受这样一个事实，可是熵定律告诉我们，整个世界是暂时的。在有限的世界中，我们体会到了自身的脆弱；因为世界的本质是脆弱的，我们的本质也是脆弱的。

世界正在熵增，这是大自然的法则，他为我们带来了一种新的世界观，让我们放下傲慢，走下神坛，因为人类无论多么强大，都逃不过熵增的铁律。人类要生存，唯一的希望就是放弃对地球的掠夺，去适应自然秩序。打败我们的不是软弱，而是傲慢。只有当我们承认世界的有限性时，我们才能真正领会到地球的珍贵。才能具备敬畏之心，才能领略生命的意义。

参考资料

《熵：一种新的世界观》

作者：杰里米·里夫金、特德·霍华德　

上海译文出版社

《熵减——华为活力之源》

作者：华为大学　

中信出版集团

《从自然系统到管理系统》

作者：任佩瑜　

科学出版社

浅谈熵定律对信息的另一认识

作者：李宝立　

北京航空航天大学北海学院

论负熵对人类的意义

作者：陈立军、陈立民

中国空军航空维修技术学院基础课部

长沙市天心区人民检察院

心流理论

作者：老范

模型思维公众号

耗散结构理论

作者：老范　

模型思维公众号