One-minute Crash Course
在諾貝爾獎官方網站的「教育資源」區,新推出「Crash course – 2025 Nobel Prizes」,針對每個獎項,用 1 分鐘短片帶你迅速瞭解,每個獎項是如何改變我們的世界。
Crash course – 2025 Nobel Prizes – NobelPrize.org
https://www.nobelprize.org/educational/2025-crash-course-physics/
影片名稱:Quantum tunnelling | One-minute crash course | 2025 Nobel Prize in Physics– Nobel Prize – YouTube
影片來源:https://youtu.be/eRd6WI7HPOs?si=Mu7HXBq6zGltB1Ob
影片介紹:
量子穿隧效應
2025 年的諾貝爾物理學獎與量子力學有關。那是什麼呢?量子力學是科學家用來描述微觀世界的領域,研究對象小至原子與粒子。
在這個微觀尺度下,適用的物理定律完全不同。因此,我們需要「量子力學」這門特殊的科學,來解釋萬物是如何相互關聯的。
量子力學其中一個神祕的現象就是穿隧效應(Tunnelling)。這代表某些理論上「完全無法通過」的障礙物,粒子有時竟然能直接「穿透」過去。
2025 年諾貝爾物理學獎的得主,透過實驗證明了微觀粒子世界的奇特現象,也會發生在我們現實生活的世界中——具體來說,是在電路裡。電路是能夠承載電流的裝置,例如由電池、電線和腳踏車燈組成的迴路。透過穿隧效應,即便電路中存在障礙,電流依然可以流動。
如果你覺得量子力學很難懂,別擔心,這很正常。1922 年諾貝爾物理學獎得主尼爾斯·波耳(Niels Bohr)在 1952 年與另外兩位諾貝爾獎得主聊天時曾說過:「如果有人第一次接觸量子力學時沒有感到震驚,那他一定是不懂。」
觀看我們的一分鐘精華課程,快速了解 2025 年諾貝爾物理學獎。
影片中文字幕:
如果你把球扔向牆壁,它理所當然總是會彈回來。但在原子與電子的微觀層面上,適用的是量子力學中較為模糊且神祕的規則。與球不同,電子有時具有直接穿過障礙物的能力,這要歸功於一種稱為「穿隧效應」的奇異量子力學現象。
2025 年的諾貝爾物理學獎,正是授予了那些證明「在量子尺度下觀察到的奇特穿隧行為,如何轉化為電腦晶片中可測量效應」的實驗研究。隨著我們對量子力學有更深入的了解,我們就能在開發強大的量子電腦,以及高度安全的量子加密技術方面,取得突破性的進展。
Nobel Prize Lessons
在諾貝爾獎官方網站的「教育資源」區,「Nobel Prize lessons 2023」提供教師現成教材參考。介紹 2025 物理學獎的主題是「人類尺度上的量子特性 (Quantum properties on a human scale)」:
- 上課用投影片及搭配的講稿(均為 PDF 檔)
- 學生作業(PDF 檔)
- 專家採訪短影片
Nobel Prize lessons – physics prize 2023 – NobelPrize.org
https://www.nobelprize.org/nobel-prize-lessons-the-2025-physics-prize/
Popular / Advanced Information
為什麼『宏觀量子穿隧』能榮獲 2025 諾貝爾物理學獎?究竟三位得獎者對電路中量子現象的研究有哪些重要影響?請看瑞典皇家科學院提供的科普版及進階版科學背景解說:
公眾科普版
The Nobel Prize in physics 2025 – Popular information
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/popular-information/
- 跨越尺度的現象:
量子力學通常描述極微小、肉眼不可見的微觀粒子行為,但 2025 年的獲獎研究證明了量子現象也能在如「電路」般較大尺度的宏觀系統中發生。 - 神祕的「量子穿隧」:
在微觀世界中,粒子有時能直接「穿透」理論上無法通過的屏障,這種現象稱為「穿隧效應」,而在今年的獲獎實驗中,科學家成功在電路中觀察到這種奇特行為。 - 巨型的量子系統:
獲獎者利用「超導體」製成的電路,讓數十億對電子像單一巨大粒子般同步運作,並展現出原本只屬於微小原子的量子特性。 - 能量的階梯化:
實驗證實了宏觀電路中的能量也是以特定的大小(量子)來吸收或排放,而不是連續不斷的,這與量子力學對微觀世界的預測完全吻合。 - 薛丁格貓的具體呈現:
獲獎者的實驗證明了宏觀系統也能處於量子狀態,這種「宏觀量子系統」在物理意義上非常接近著名思想實驗中那隻「既死又活」的薛丁格貓。 - 現代科技的基石:
這項研究不僅幫助我們理解物理世界,更直接應用於現代科技,例如作為「量子位元」來開發強大的量子電腦,以及建立高度安全的量子加密技術。
- 得獎者資訊:
詳細介紹 2025 年三位物理學獎得主—John Clarke、Michel H. Devoret以及John M. Martinis的背景。 - 獲獎成就說明:
解釋獲獎的核心科學貢獻,即在電路中發現「宏觀量子穿隧」與「能量階梯化」現象。 - 解說文件:
提供適合大眾閱讀的科普版解說(Popular information),以及針對科學社群提供的進階版學術背景資料(Advanced information)。 - 多媒體素材:
網頁中包含說明量子現象的插圖、相關的新聞稿,以及發佈會當天的現場影片。






