張朝陽物理課上模仿“奧本海默”造型 解析電影中原子彈爆炸原理

近日由諾蘭執(zhí)導(dǎo)的電影《奧本海默》熱映中。9月8日下午，在《張朝陽的物理課》線下十九課上，搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼首席執(zhí)行官、物理學(xué)博士張朝陽還原了奧本海默的西裝形象，以一如既往的公式硬核推導(dǎo)，講述奧本海默對(duì)量子力學(xué)方面的貢獻(xiàn)，來致敬這位傳奇人物?，F(xiàn)場和直播間的觀眾十分驚喜，“代入感非常強(qiáng)，仿佛回到20世紀(jì)奧本海默的物理課堂。”搜狐視頻APP關(guān)注流搜索“張朝陽”，即可查看直播完整回放。

張朝陽身著復(fù)古西裝COS奧本海默 分享電影感受科普其物理貢獻(xiàn)

“Feel like in the movies,right?”在本次線下課上，張朝陽一身復(fù)古西裝，頭戴禮帽、手拿雪茄，完美復(fù)現(xiàn)了電影中奧本海默講課的場景。網(wǎng)友們直呼“奧本海默*朝陽本默”，還表示，這不僅是“張老師”致敬奧本海默的專場，更是為大家觀影《奧本海默》劃重點(diǎn)的精彩演講。

《奧本海默》電影主要講述了奧本海默在“二戰(zhàn)期間”領(lǐng)導(dǎo)研制原子彈的過程，以及他在二戰(zhàn)結(jié)束后遭遇不公正聽證會(huì)的故事。張朝陽評(píng)價(jià)道，電影的歷史史實(shí)很正確，雖然并沒有從物理怎么造原子彈這件事，但“拍得非常棒，值得去看！”在他看來，盡管奧本海默的物理學(xué)貢獻(xiàn)沒有達(dá)到最一流水平，但作為“原子彈之父”非常成功。遺憾的是他后來因?qū)彶槭艿椒浅４蟮木翊驌簦旨由项净己戆┰缭珉x世。

課上，張朝陽利用“玻恩-奧本海默近似”處理氫分子離子，再利用變分法求解其波函數(shù)，說明分子鍵的物理本質(zhì)是電子帶來的吸引勢，硬核解讀了奧本海默早期對(duì)量子力學(xué)的貢獻(xiàn)。他表示，“玻恩-奧本海默近似是一個(gè)基本的處理問題的方法，整個(gè)量子化學(xué)都是基于這個(gè)計(jì)算方法，非常精確，非常重要。”據(jù)悉，“玻恩-奧本海默近似”由奧本海默和導(dǎo)師玻恩合著的論文提出，至今被視為利用量子力學(xué)認(rèn)識(shí)分子行為的重大突破，構(gòu)成了現(xiàn)代量子化學(xué)的基石。

張朝陽提醒，觀影前可以先了解下一些物理知識(shí)點(diǎn)，比如質(zhì)能關(guān)系是原子彈巨大威力的根源、原子彈是不可控的裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、制造原子彈前要提純核原料，他還在課上講述了歷史上德國原子彈計(jì)劃，是因?yàn)槭褂弥厮鴽]有使用石墨減速而走了岔路的歷史。

揭秘《奧本海默》未拍出的故事 “裂變”發(fā)現(xiàn)者是一位女科學(xué)家

電影里最為震撼人心的畫面，莫過于世界首顆原子彈被引爆的瞬間。對(duì)此，現(xiàn)場學(xué)生提問原子彈與氫彈物理原理有什么區(qū)別？張朝陽解釋道，“一個(gè)是裂變，一個(gè)是聚變，但都是愛因斯坦E=mc²的應(yīng)用。”那么電壓不穩(wěn)定對(duì)原子彈發(fā)射有什么影響？他指出，“電壓不穩(wěn)定，那幾個(gè)引爆的點(diǎn)就不同時(shí)了，或者電流分配不夠穩(wěn)定，都有可能引起毫秒級(jí)的差別。”

值得一提的是，奧本海默在原子彈研發(fā)前期遭遇了“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可能引爆地球”這一重大難題，也在電影中得以還原。張朝陽從物理層面作了補(bǔ)充解釋：裂變產(chǎn)生極端高溫，引發(fā)空氣中的氫聚變或者氮聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，進(jìn)而引爆地球，使轉(zhuǎn)變?yōu)椴粩喟l(fā)熱的恒星。后面證實(shí)空氣中的氫濃度沒有那么高，而裂變的能量不足以把空氣中的氦變成更高的元素，所以鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無法產(chǎn)生。

此外，張朝陽還補(bǔ)充一個(gè)電影中沒有提及的細(xì)節(jié)，“裂變的發(fā)現(xiàn)者是女科學(xué)家lise meitner,在丹麥遙遠(yuǎn)地靠書信指導(dǎo)她在柏林的物理系同事用中子打擊重金屬核，并意識(shí)到裂變的發(fā)生。”裂變第一次產(chǎn)生后，奧本海默立即意識(shí)到要制造原子彈。正如電影所說，人類命運(yùn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，第一次是人類發(fā)明了火，第二次是從原子核里找到了能量。

為什么奧本海默能成為“曼哈頓計(jì)劃”的領(lǐng)導(dǎo)者？張朝陽向網(wǎng)友分享了自己的看法，首先奧本海默是一個(gè)知識(shí)淵博的人，不僅懂物理、冶金，還有超一流的管理能力。其次，美國當(dāng)時(shí)的軍方代表Groves與奧本海默的簡短交談中，發(fā)現(xiàn)在他見過的所有科學(xué)家里奧本海默是最聰明、最能把握問題實(shí)質(zhì)的，于是力排眾議任命了奧本海默為原子彈的負(fù)責(zé)人，“看來被證明是正確的決定”。

《張朝陽的物理課》自2021年11月開播以來，已直播170余期，課程常常從自然界現(xiàn)場出發(fā)，引入基本物理概念，推導(dǎo)基本理論，研算現(xiàn)象背后的根本原因，達(dá)到對(duì)本質(zhì)的理解，這種獨(dú)樹一幟的硬核直播風(fēng)格多次出圈。當(dāng)前，這一IP已形成了直播、回放、短視頻、文字、書籍的立體式傳播。

近日，《張朝陽的物理課》第二卷新書發(fā)布上市，此書在原有直播課的基礎(chǔ)上，圍繞牛頓力學(xué)、天體物理、電動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)5大領(lǐng)域，研算了46個(gè)有趣的物理問題。相比第一卷，第二卷新書更注重探討問題的新穎性、獨(dú)特性，對(duì)很多問題的處理方法更深入、復(fù)雜度更高。