做科普，要把故事讲好

李淼

2019-07-26 09:40:23　来源：解放日报

　　这是物理学家李淼在“一刻talks”上的演讲。长期从事科普的李淼认为，做科普要向好莱坞看齐，只有把故事讲好了，才会让人对科学产生兴趣。

　　今天我要与大家分享的是关于量子力学的科普知识。我是一个物理学家，严格来讲是一个理论物理学家，如果再细分的话是一个宇宙学家，就是研究宇宙的。

　　但是在近20年特别是近5年里，我把很多时间用于科普。我为什么做科普呢？1999年我从美国回到国内，由于互联网的兴起，给了我一个科普的机会，我常常在网络上给大家写科普小文。再后来，我开始在专栏杂志上写科普短文，写着写着就停不下来了。如今，毫不夸张地说，我把自己的一半精力贡献给了科普。

　　按照重要性来划分，科普一般来说有三个特点：第一，要精确，要严谨。第二，要通俗，深入浅出。第三，要有趣，有故事性。但是在5年前，我彻底颠覆了这个观念，在我看来，第三点和第一点应该对换一下，有趣才是科普最重要的特点。

　　为什么这样说呢？科普其实是一种服务，就像2007年智能手机发明之前，我们根本不知道有智能手机，也不需要这种服务；但是智能手机出现以后，现在我们大家都离不开智能手机了。

　　科普也是这样。在日常生活中，我们可能觉得有些科学知识并不需要。比如，我们只要会开车就行了，为什么还要知道汽车发动机的原理呢？我们每个人都会用手机，为什么非要知道手机里芯片的复杂运算原理呢？但事实上，科普做的事情，就是把你以为不需要的东西变成你需要的东西，所以它是一种服务。

　　那么，怎样把你以为不需要的东西变成你需要的东西呢？就是通过有趣形象的描述，让你感到好玩，进而对这个东西产生好奇心，就像孩子看故事书是因为好玩一样。做科普要向好莱坞看齐，只有把故事讲好了，才会让人对科学产生兴趣。我的科普观就是把科学传播看成科学销售，或者干脆变成好莱坞的一种方式推销给你。

　　我曾经写过一本书叫作《给孩子讲量子力学》，有人问我，这本书是给谁写的，我说其实这本书的读者年龄可以从7岁到80岁。为什么要给大家讲量子力学呢？因为量子力学在我们日常生活里非常普遍，我们的手机离不开量子力学，照明也离不开量子力学，很多方面都离不开量子力学。

　　先来给大家说一说光电效应，爱因斯坦正是因为对光电效应定律的发现而获得了诺贝尔物理学奖。有这样一个实验：放置一张金属板，把光打在上面，你会发现，对于大部分金属板，比如锌板，光照在上面什么也没发生。但如果在金属板附近放一个电位计，当我把光慢慢改变成紫外光的时候，突然电位计的一个指针动了。这个指针动了表明什么呢？表明金属板在光的照射下产生了某种东西，导致指针的电位变化。后来我们知道，那是产生了电子，即光生电。光电现象很早就有人发现，但是爱因斯坦对光电效应做出了正确的解释，因此获得诺贝尔物理学奖。很多人不了解理论物理，不了解爱因斯坦，都以为爱因斯坦是因为相对论而得的奖。

　　光电效应的应用非常广泛，比如，制造光电倍增管、利用光控制电器、太阳能等，都用到光电效应。

　　再来说说量子力学的应用。大家每天用的手机里，就有量子力学的应用，其中之一就是我们现在经常讨论的芯片。

　　量子力学在芯片上的应用，涉及两个方面。首先，当我们用光刻机在一个纯净的硅片上刻线路的时候，光刻机本身用的是激光，而激光要非常精准，因为现在的芯片最小的单元已经到了10个纳米左右，所以要求激光的光束比10个纳米还要窄。要做到这一点，普通的光不行，只能用激光。

　　激光是怎么发明出来呢？早在1916年，激光的原理已被爱因斯坦发现。激光是什么？是所有的光子就像在操场上跑步一样，“一二一，一二一”，全部步调一致。这个步调一致有两个好处：一个好处是，它是单色的，每个光子的能量是一模一样的；第二个好处是，因为步调一致，所以它的定向性非常好。激光正是根据量子力学原理产生的明亮光束。

　　量子力学在芯片里的另一个应用，是三极管和二极管，也就是所谓的晶体管。晶体管是芯片里真正的基础单元，一个晶体管就是一个开关，相当于一扇门，这个门可以开着，也可以关起来。晶体管的开关和放大信号的作用，正是利用了量子力学的原理。

　　我们总认为量子力学离我们很远，但实际上量子力学的应用无处不在。

　　为什么说你也可以弄懂量子力学呢？这就要回到我的科普观。美国有一位儿童教育学家说：没有任何一个学科的任何知识，是不能讲给任何人听的。也就是说，任何一个对象，都可以把它变成一个直观的形象或者故事传递给大家。这就是科普的魅力。

编辑：迟语洋

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