【高中组第3题】“？”与“！”（周洋安）

                              “？”与“！”

                                    ？

    十九世纪的最后一天，位于伦敦某条街道上的英国皇家学会里正进行着一场学术会议，著名的开尔文勋爵威廉·汤姆逊作为代表将上台致新年贺词。在各个领域都卓有建树的与会科学家们，都为自己能见证这一历史重要时刻的幸运而感到无比的自豪和无上的荣光。

当开尔文勋爵以稳健的步伐走上讲台，台下上千位科学家们停止了相互讨论和交换学术见解。男爵微微俯下身，好让麦克风离自己近一些。他一边翻开演讲稿的第一页，一边从容不迫地开始他的演讲。他说：“物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作；”他又说：“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了；”他还说：“第一朵乌云出现在光的波动理论上，第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上……”

演讲完毕后，勋爵缓步走下讲台，刚才的长时间发言让他感到有些疲惫，但他仍微笑着向台下就坐的听众挥手致意。勋爵扶着墙走进衣帽间，找个僻静的角落坐下——衣帽间被厚重的帷幕所分隔。勋爵从胸口的口袋里掏出一方手帕，在额头上轻轻擦拭着，他听到帷幕外有人在交谈，仔细一听，是两个年轻的物理学家在小声争论刚才他在讲台上提到的两朵“小乌云”：其中一个认为那两朵乌云无关紧要，物理学的未来必定是晴空万里；而另一个却对那两朵乌云感到一定的担心和忧虑。

勋爵饶有兴致地听着他们的谈话，听着他们逐渐走远，他为年轻后辈对科学的严谨和坚持感到由衷的欣慰，但是疑虑的阴云却在他的脑海中汹涌而来——万一那两朵“小乌云”真的能给几乎已经定型的物理学科注入新的活力和不确定性呢？勋爵带着这突然生起的疑虑坐上了在学会门口久等的马车离开了，他离开的时候，似乎没有多少人注意到他心事重重的模样。

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时间的轮盘滚到了二十世纪。一个普通的早晨，马克斯·普朗克教授在柏林洪堡大学的图书馆里静坐思考。已经是四月了，盛行西风的实力仍然强劲，这使得穿过校园的冷风不仅混有草木刚刚萌芽的新鲜，也掺杂着来自远方的海洋水汽的粗砺。教授的注意力似乎全在他座位前的一摞研究资料上，他似乎没有察觉到窗外的逐渐明朗起来的春光。

教授虽然在这个光线昏暗却少有学生打扰的角落里坐了大半天，但是他面前的摊开的笔记本上仍保持着他早晨刚来时的洁白模样。教授已经被物理学界著名的“紫外灾难”困扰了很久——虽然其他物理学家分别提出了只在低频范围符合的瑞利-金斯公式和只在高频范围符合的维恩公式，但这些都还不够。在与实验结论相符的条件下，用一个统一而简洁的公式来表示总体规律，这不仅是教授的心愿，也是其他众多物理学家的心愿。

太阳升得愈来愈高，教授桌前的光线也愈来愈亮，他觉得自己此刻杂乱的思绪像一只打了许多个死结的毛线球——高速运转的大脑急需休息，他便摘下眼镜撑着桌子站了起来。可能是时间快到饭点的缘故，一向安静的图书馆在此时显得更为寂静，空气里充满了书籍特有的陈旧的油墨的味道和逐渐老化的纸张的味道。

一本本烫金封面的学术著作在教授的视线里滑过，他看着这些已经转化为自己头脑中知识的载体若有所思。教授又望向窗外，图书馆外面就是一条林荫道，伫立在两旁的行道树已然换上了绿色的新装——他想到了作为个体的树木、作为个体的人类，那么，作为个体的能量呢？教授愉快地微笑起来，提笔在笔记本上写下了一串论文题目：论维恩光谱方程的完善、论正常光谱中的能量分布……

1900年，普朗克发现了一定温度的物体发出的热辐射在不同频率上的能量分布规律，继而引出了能量子概念，为量子理论奠定了基石。1905年，德国科学家爱因斯坦把普朗克的量子理论推广到光学中，成功地解释了光电效应，得出了光具有波粒二象性。1923年法国物理学家德布罗意又提出物质波理论，认为微观粒子也具有波动性，将量子论发展到一个新的高度。

数年之后，在量子理论的基础上，奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。至此，量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。                                                                                                                      

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从普朗克开始，到科技日益先进发达的现代，开尔文勋爵所提及的两朵乌云开始渐渐消散了，似乎物理学的天空又变回原来的晴朗。与此同时的是，关于量子理论的重要应用——量子通讯，正以其诱人的光明前景而引发世界各国的关注。

举个例子，以量子所特有的叠加态与纠缠态为理论依据的量子通讯技术，将使得超光速通讯在未来的某一天成为可能。何为叠加态？叠加态就是一个“既…又…”的状态，一个电子，在你没有观察它的时候，它既向左旋又向右旋；在你观察它的时候，它只能是向着一个方向旋转，要么左旋，要么右旋。如果有两个相互关联的电子，在已知一个电子左旋的前提下，那么不论相隔多远，另一个电子一定是右旋，这就是量子纠缠。

我们可以用一句很文艺的话来形容量子的这两种状态：“生活如同叠加态，亦悲亦喜；你我如同纠缠态，你向东，我往西。”物理学界颇负盛名的“薛定谔的猫”更是进一步说明了量子纠缠态具有超光速的特性。可是，爱因斯坦的相对论明确告诉我们：自然界中最快的速度是光速。这就产生了一个悖论，而且是宏观实验难以论证的悖论。

但是科学的发展从来不会为悖论所阻挡。“飞矢不动”悖论、“理发师” 悖论推动了数学和逻辑学的发展，“燃素”悖论推动了化学的发展，科学的发展就是“新的矛盾冲破旧的已知”的过程。人类终将迈向星辰大海，星际空间的复杂性和遥远的传输距离将成为一个棘手的难题，而量子通讯正是人类在科学探索的道路上踏出的坚实一步。

物理学的天空上就从来没有过晴空万里，总有那么几朵乌云给天空以暂时的幽闭，而正是这些乌云，使物理学的天空变得愈加高远深邃。从光的粒子说与波动说的矛盾，到量子力学与相对论之间的矛盾，再到中微子震荡与基本粒子学说之间的矛盾，它们无不为物理学的发展做出了巨大的贡献。

我们可以看到，科学永无止境；怀揣着梦想、好奇与勇气的我们，将永远地行进在探索的道路上。

作者姓名：周洋安

学校：浙江省台州市黄岩中学

年级：高三

班级：14班

指导老师：屠莉蓉