【菜科解读】

量子力学作为描述微观世界的核心理论，其预言的现象远超人类日常经验，甚至挑战了经典物理的逻辑框架。

1. 量子叠加态：粒子同时存在于多个状态

微观粒子在未被观测时，可同时处于多种可能状态的叠加。

例如，电子在双缝实验中能“同时穿过两条缝隙”，与自身发生干涉，形成明暗条纹；

而一旦被观测，叠加态会瞬间坍缩为确定状态。

经典类比：若将粒子比作一枚硬币，经典世界中它只能是正面或反面；

但在量子世界，它可同时处于“正面+反面”的叠加态，直到观测时才“选择”其一。

量子计算机利用量子比特的叠加态实现并行计算。

例如，中国“九章三号”量子计算机通过255个光子的纠缠，算力达全球最快超级计算机的亿亿倍，破解传统密码仅需几分钟。

叠加态打破了“确定性”的常识，暗示现实可能由概率主导，连爱因斯坦都曾怒吼“上帝不掷骰子”，但实验证明他错了。

2. 量子纠缠

两个粒子即使相隔亿万光年，若发生纠缠，测量其中一个的状态会瞬间影响另一个，形成“心灵感应”。

爱因斯坦称其为“鬼魅般的超距作用”，认为违背相对论的光速极限。

2022年诺贝尔奖得主通过实验证实，纠缠粒子间的信息传递速度远超光速；

2015年“无漏洞贝尔实验”进一步排除隐变量可能，证明量子纠缠的非局域性。

量子通信利用纠缠粒子实现绝对安全的加密。

中国“墨子号”卫星已成功验证千公里级量子密钥分发，任何窃听行为都会因扰动量子态而被发现。

3. 测不准原理

海森堡提出，无法同时精确测量粒子的位置和动量。

测量行为会扰动粒子，如同用手电筒照蚊子时，光压会吹跑蚊子。

数学表达：位置不确定度（Δx）与动量不确定度（Δp）的乘积满足Δx·Δp ≥ ħ/2（ħ为约化普朗克常数）。

宇宙的本质可能是概率的，观测者不仅是旁观者，更是现实的参与者。

例如，双缝实验中，延迟选择观测会改变电子过去的路径，暗示“现在决定过去”。

4. 量子隧穿

粒子无需翻越高能势垒，而是像“瞬移”般直接穿透。

例如，电子能穿越比自身能量更高的原子核势垒，引发α衰变；

太阳核聚变也依赖隧穿效应，否则宇宙将一片黑暗。

5. 量子意识假说

部分科学家认为，大脑中的微管可能利用量子纠缠处理信息，意识本质是量子过程。

2025年国际团队发现，引力效应可能诱导量子系统产生纠缠，为意识与量子关联提供新线索。

该理论仍处于猜想阶段，但若成立，将颠覆“意识是经典生物过程”的传统认知，甚至引发“宇宙是高级文明模拟实验”的哲学讨论。

比太阳亮一万亿倍，位于怀柔的“超级显微镜”建成试运行

新京报讯（记者张璐）3月29日，2026中关村论坛年会重大成果专场发布会举行，围绕“四个面向”发布21项科技成果。

在随后的新闻发布会上，中国科学院高能物理研究所高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民对入选的“高能同步辐射光源（HEPS）建成试运行”成果进行解读。

2026中关村论坛年会重大成果发布专场活动解读新闻发布会。

新京报记者 张璐 摄 HEPS不仅是亚洲首个第四代同步辐射光源，也是中国首个高能量的同步辐射光源，是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。

这座位于怀柔科学城的“超级显微镜”以“加速电子生产光”为核心原理，能提供高品质的X射线，深层次探索微观世界，2019年正式动工建设，2025年10月通过工艺验收。

“目前，HEPS储存环束流发射度降至56.8皮米・弧度，可发出比太阳亮1万亿倍的X射线，综合性能达到国际同类装置领先水平。

”潘卫民说。

2025年12月3日，HEPS开始了用户实验，截至2026年2月中旬，已为91个单位完成了200余项课题实验，提供近5000小时用户机时，包括清华、北大等国内多所高校和国内外多家研究机构以及比亚迪、宁德时代等领军企业。

其中航空叶片缺陷检测、3D打印材料动态结构捕捉、高铁轮毂应力检测、液态和固态电池原位工况检测、脑器官神经连接图谱、半导体纳米结构成像等多个方向的实验，均取得重要成果，充分验证了HEPS作为第四代同步辐射光源的卓越性能。

3月20日，HEPS 面向全球用户启动了首轮用户课题征集，这是非常重要的里程碑。

“未来，我们将持续优化机器性能，完善用户服务体系，与各领域用户协同创新，并推动跨领域、跨国界协作联动，成为面向全国和世界的重要创新平台。

”他说。

编辑 张磊 校对 卢茜

电工原理辅助实验箱 交流异步电机控制箱 电工原理辅助实验箱

TW-X75电工原理辅助实验箱 (交流异步电机控制箱） 各位同仁，大家好！今天想跟大伙儿聊聊我们实训室里的一位“老伙计”——TW-X75电工原理辅助实验箱，也就是我们常说的交流异步电机控制箱。

带过《电机与拖动》或者《电力拖动控制》这门课的老师都知道，讲清楚电机控制，光靠黑板上的原理图可不行，学生们听得云里雾里，我们自己讲得也费劲。

走进TW-X75电工原理辅助实验箱 后来学校引进了这批TW-X75实验箱，情况就好多了。

这箱子，用我们行话说，就是“麻雀虽小，五脏俱全”。

它不单单是一个控制箱，更是连接理论知识和实际动手操作的一座桥。

模块化布局，教学一目了然 第一次拿到这个箱子，我就觉得它的设计很对职业教育的胃口。

你看它，380V交流接触器、时间继电器、热继电器，这些电力拖动里的核心元件，整整齐齐地安装在面板上。

上课时，我指着实物跟学生讲：“这就是我们书本上那个KM线圈，这就是那个控制通电延时的KT”，学生们能摸到、看到，印象立马就深了。

而且它把不同功能的电路都做了模块化处理。

比如控制电路这块，有模拟启动、停止、急停的开关；

整流和能耗制动部分，单独配了整流桥和制动电阻。

这样，我们在讲解不同控制环节时，可以聚焦在对应的模块上，逻辑清晰，学生也容易跟上节奏。

硬核配置，满足核心实训项目 这个箱子的技术指标，完全是按照我们职业院校的实训大纲来的。

我们来看看它具体能干什么： 电机起停与长动控制：这是最基础的。

学生利用箱上的3只接触器、热继电器和开关，就能自己动手接一个带过载保护的起停电路。

看着电机随着自己接的电路转动、停止，那种成就感，比做多少道题都强。

星三角降压启动：对于功率稍大的异步电机，直接启动冲击电流大，星三角转换是必讲的重点。

箱子上配备的时间继电器就是干这个用的。

学生通过调节时间继电器的延迟，观察接触器动作的顺序，能非常直观地理解星形接法启动、延时、再切换到三角形接法全压运行的全过程。

能耗制动实验：这也是一个难点。

电机断电后由于惯性不会立刻停转。

箱子上的整流桥和制动电阻就是为了实现能耗制动而设的。

学生可以接好电路，在电机切断电源后，立刻通入直流电，感受制动效果，理解“动能转化成电能，最终以热能消耗在电阻上”这个抽象的原理。

参数的测量与观察：箱子还集成了数字交流毫安表和三相功率、功率因素表。

在做实验时，学生可以实时监测电流大小、功率因数的变化，将理论计算值和实际测量值进行对比分析，这对于培养他们的工程意识和数据分析能力非常有帮助。

如何利用TW-X75改进我们的教学 有了好设备，关键还得看怎么用。

在使用TW-X75的过程中，我也摸索出一些心得，可以和大家分享： 先认元件，后讲原理：不要一上来就对着电路图讲。

第一节课，就让学生对照着实验箱，把接触器的主触点、辅助触点、线圈，热继电器的热元件、常闭触点，一个个找出来，用万用表测通断，搞清楚它们在结构上是怎么对应的。

从故障中学习：故意让学生在接线时留点小毛病，比如接触器自锁触点接错，或者热继电器没复位。

然后让他们自己拿着万用表去排查，为什么按下启动按钮电机不动？为什么一松手电机就停？这个过程最能锻炼学生的故障分析和排查能力，这也是我们职业教育最看重的技能点。

结合变压器，拓展思路：箱子上还有一只双绕组变压器（220V/26V/6.3V）和几个不同规格的电容。

这不仅仅是摆设。

我们可以引导学生，能不能用这些元件搭建一个简单的直流电源？或者和电容组合，理解单相电容运转电机的原理？这样，同一个箱子就能在不同课程阶段发挥作用，物尽其用。

总而言之，TW-X75电工原理辅助实验箱确实是个教学的好帮手。

它把枯燥的理论变成了实实在在的电路连接和现象观察，让学生在做中学、在学中做。

当然，工具再好，也只是辅助。

真正关键的，还是我们如何去引导、去启发学生，让他们不仅学会“怎么接”，更要弄懂“为什么这么接”，甚至能思考“如果不这么接，会有什么后果”。

希望我的这些经验，对大家用好这个实验箱有所帮助。

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