100 år med kvantemekanik: De mennesker, der forandrede verden

På dette sort-hvide fotografi taget i begyndelsen af det 20. århundrede sidder snesevis af videnskabsmænd i elegante jakkesæt foran en gammel bygning i gotisk stil.

Dette var ikke et almindeligt møde – det var en af de vigtigste videnskabelige konferencer i menneskets historie, der samlede de største hjerner inden for fysik i det 20. århundrede.

Blandt disse seriøst udseende skikkelser var Albert Einstein med sit karakteristiske sølvhår, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Planck og mange andre videnskabsmænd – dem, der sammen byggede en af de mest revolutionerende videnskabelige teorier: kvantemekanik.

100 år med kvantemekanik: De mennesker, der forandrede verden - Del 1

Solvay-konferencen i 1927 samlede verdens førende videnskabsfolk på det tidspunkt (Foto: Wiki).

I år markeres 100-året for kvantemekanikkens officielle fødsel. FN har udpeget 2025 som det internationale år for kvantevidenskab og -teknologi for at fejre et århundrede med denne videnskabelige revolution og for at fortsætte med at udforske dens potentiale i det kommende århundrede.

Dette er også en mulighed for os til at se tilbage på den ekstraordinære rejse for en teori, der fuldstændig har ændret, hvordan mennesker forstår universet, og skabt anvendelser i livet i dag.

Oprindelsen af en revolution

I sommeren 1925 rejste Werner Heisenberg, en ung tysk fysiker, til øen Helgoland i Nordsøen for at undslippe en alvorlig pollenallergi, han led af.

Det var på dette isolerede sted, at han overvejede at skrive en revolutionerende artikel "om at genfortolke kinematiske og mekaniske forhold i kvanteteorien." Han kunne dog ikke have forudset, at artiklen efter udgivelsen ville indlede en ny æra inden for fysik.

Tidligere havde forskere indset, at Newtons klassiske fysik ikke kunne forklare mange fænomener på atomniveau.

100 år med kvantemekanik: De mennesker, der forandrede verden - del 2

Den geniale fysiker Albert Einstein bidrog til udviklingen af fysik - kvantemekanik (Foto: PBS).

Max Planck opdagede, at energi absorberes og udsendes i separate "pakker" kaldet kvanta. Einstein brugte denne idé til at forklare den fotoelektriske effekt. Men det var Heisenberg og hans kolleger, der byggede et komplet teoretisk system til en ny gren af fysikken – kvantemekanik.

Det særlige ved kvantemekanik er, at det ikke blot er en ny teori, der erstatter en gammel. Den kræver, at vi opgiver vores intuitive opfattelser af virkeligheden.

I kvanteverdenen kan partikler eksistere i flere tilstande samtidigt (kaldet kvantesuperposition), kan påvirke hinanden øjeblikkeligt, selv fra millioner af kilometer væk (kvantesammenfiltring), og vi kan ikke kende både en partikels position og momentum præcist på samme tid (ifølge Heisenbergs usikkerhedsprincip).

Fra teori til udbredt anvendelse

Mange mennesker tænker på kvantemekanik som blot komplekse matematiske formler i et laboratorium. Men i virkeligheden har det gennemsyret alle aspekter af det moderne liv.

De fleste elektroniske enheder, vi bruger dagligt, fungerer efter kvanteprincipper. Din smartphone i lommen indeholder milliarder af transistorer – enheder opfundet baseret på en forståelse af halvledernes kvantemekanik.

Uden kvantemekanik ville vi ikke have computere, internettet, GPS... Eller laseren – en anden vigtig opfindelse baseret på kvanteprincipper – som er meget anvendt fra stregkodelæsere i supermarkeder, cd/dvd-afspillere til øjenkirurgi og datatransmission via fiberoptiske kabler...

100 år med kvantemekanik: De mennesker, der forandrede verden - del 3

Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI)-maskiner fungerer baseret på princippet om kernemagnetisk resonans - et kvantefænomen (Foto: ST).

Moderne medicin har også haft stor gavn af kvantemekanikken. Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) fungerer ud fra princippet om kernemagnetisk resonans – et kvantefænomen.

Strålebehandlinger for kræft er også baseret på en forståelse af atomkernernes kvantefysik.

Selv tilsyneladende abstrakte felter som kosmologi er afhængige af kvantemekanik. Vi forstår, hvorfor stjerner skinner, hvordan de skaber tunge grundstoffer, og hvordan de til sidst dør – alt sammen takket være kvantemekanikken.

Du vil måske også synes om

Microsoft og andre virksomheder kæmper om at bringe kvanteberegning til live.VTV.vn - Microsoft, Atom Computing og EeroQ forbedrer løbende kvanteberegninger, en teknologi der forventes at skabe en generation af computere, der er mere kraftfulde end i dag.

Det forklarer, hvorfor fast stof ikke kollapser, hvorfor metaller leder elektricitet og utallige andre naturfænomener.

Historiens "skjulte skikkelser"

Når vi ser tilbage på historiske portrætter af kvantefysikere, genkender vi ofte kun berømte navne som Einstein, Heisenberg eller Schrödinger. Men historien om udviklingen af dette felt omfatter også mange andre glemte personer, især kvinder.

Lucy Mensing var en sådan kvinde. Hun arbejdede i samme gruppe som Heisenberg og beregnede nogle af de første anvendelser af hans kvantemekaniske teori.

Derudover er der mange andre kvindelige videnskabsmænd, der har ydet betydelige bidrag, men ikke har modtaget den anerkendelse, de fortjener i historien. I 2025 vil en biografisk bog om 16 kvindelige videnskabsmænd i kvantefysikkens historie blive udgivet, som vil bidrage til at kaste lys over disse glemte bidrag.

100 år med kvantemekanik: De mennesker, der forandrede verden - Del 4

Kvantecomputere forsket og udviklet af Kina (Foto: The Quantum Insider).

Dette minder os om, at videnskab ikke er et værk af ensomme genier, men en kollektiv indsats af mange mennesker. Enhver opdagelse er bygget på fundamentet af utallige tidligere forskningsarbejder, og kvantemekanikkens succes er resultatet af internationalt samarbejde, der overskrider alle politiske og kulturelle barrierer.

Den anden kvanterevolution

Hvis det 20. århundrede var vidne til kvantemekanikkens fødsel og udvikling som en videnskabelig teori, så indleder det 21. århundrede den "anden kvanterevolution".

Det var på det tidspunkt, at mennesker begyndte at udnytte kvantemekanikkens mærkelige egenskaber direkte til at skabe helt nye teknologier.

Kvantecomputere er en af de mest ventede teknologier. I modsætning til traditionelle computere, der bruger bits, som kun kan være i enten en 0- eller en 1-tilstand, bruger kvantecomputere qubits, der kan være i begge tilstande samtidigt takket være princippet om "kvantesuperposition".

Dette gør det muligt for kvantecomputere at udføre mange beregninger parallelt og potentielt løse problemer på dage eller endda timer, som traditionelle computere ville tage millioner af år at løse.

Kvantecomputere lover også at revolutionere mange områder. Inden for medicin kan de præcist modellere komplekse molekylære strukturer, hvilket hjælper med at udvikle nye lægemidler hurtigere og mere effektivt.

Inden for materialevidenskab kan kvantecomputere designe nye materialer med unikke egenskaber. Inden for finans kan de optimere investeringsporteføljer og analysere risici på et hidtil uset niveau.

100 år med kvantemekanik: De mennesker, der forandrede verden - 5

Japan er et af de førende lande inden for kvanteteknologiforskning (Foto: DigWatch).

Kvantesensorer er et andet lovende anvendelsesområde; ved at udnytte kvanteeffekter er disse sensorer ekstremt følsomme og kan måle selv de mindste ændringer i magnetfelter, tyngdekraft eller tid.

De kan bruges i medicin til tidlig påvisning af sygdomme, i geologi til ressourceudforskning eller til præcis positionssporing uden behov for GPS.

Kvantekommunikation, især kvantekryptografi, tilbyder en absolut sikker metode til at overføre information. Baseret på kvantemekanikkens principper vil ethvert forsøg på aflytning ændre kvantetilstanden og blive opdaget øjeblikkeligt.

Flere lande er begyndt at bygge kvantekommunikationsnetværk, og i fremtiden kan et kvanteinternet blive en realitet.

Udfordringer og muligheder for Vietnam

I forbindelse med den igangværende anden kvanterevolution har Vietnam brug for en strategi for at undgå at sakke bagud. Investering i forskning og uddannelse inden for kvantevidenskab er blevet afgørende.

Vi er nødt til at uddanne nye generationer af forskere og ingeniører med viden om kvanteteknologi og opbygge den passende forskningsinfrastruktur.

100 år med kvantemekanik: De mennesker, der forandrede verden - 6

Du vil måske også synes om

Hvorfor har USA travlt med at opgradere sit F-35 jagerfly?Washington er angiveligt tvunget til at modificere F-35's kernesikkerhedssystem på grund af risikoen for, at kinesisk kvanteteknologi ændrer det militære spil.

I Vietnam samarbejder mange eksperter og forskere om at forske i kvanteteknologi (Foto: President Club).

Internationalt samarbejde er også afgørende. Som historien har vist, kommer videnskabelige gennembrud ofte fra grænseoverskridende samarbejde. Vietnam er nødt til at deltage aktivt i internationale forskningsprojekter om kvanteteknologi og lære af erfaringerne fra avancerede lande.

Samtidig er vi også nødt til at formidle viden om kvantemekanik til offentligheden. Mange mennesker anser det stadig for at være et felt, der er for komplekst og fjernt, men som vi har set, påvirker det alle aspekter af det moderne liv.

En grundlæggende forståelse af kvantemekanik vil hjælpe folk med at vurdere vigtigheden af nye teknologier og træffe informerede beslutninger om fremtiden.

Ser fremad

Når vi ser tilbage på fotografier af kvantefysikkens pionerer, ser vi ikke kun mennesker, der ændrede menneskehedens forståelse af universet, men også videnskabens ånd – en passion for opdagelser, en vilje til at udfordre gamle forestillinger og samarbejde, der overskrider grænser.

100 år med kvantemekanik: De mennesker, der forandrede verden - 7

Den ånd er fortsat afgørende for at nå videnskabens højder i det 21. århundrede.

I år er det ikke kun en tid til at fejre 100 år med kvantemekanik, men også en tid til at se fremad.

Med udviklingen af kvanteteknologi står vi på tærsklen til hidtil usete nye muligheder. Kvantecomputere kan hjælpe med at løse menneskehedens største udfordringer – fra klimaforandringer til udvikling af kure mod uhelbredelige sygdomme.

Kvantesensorer kan åbne op for nye måder at udforske universet og forstå os selv på. Kvantekommunikation kan skabe en mere sikker og privat forbundet verden.

Kvantemekanikken har vist, at virkeligheden er langt mere kompleks og forunderlig, end vi forestillede os. Derfor er den måske største lektie fra 100 års kvantemekanik: Vær altid forberedt på at blive overrasket, vær altid nysgerrig, og hold aldrig op med at udforske.

Kilde: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/100-nam-co-hoc-luong-tu-nhung-con-nguoi-thay-doi-the-gioi-20250626124351568.htm