近年來，技術取得了長足的進步。它以令人印象深刻的速度運行，要跟上它并不容易。想想智能手機及其多種形式的電信技術，從 4G 到 5G。光纖是一種簡單的玻璃結構，通過發射簡單的光量子：光子，使我們的家中以可承受的價格擁有非常高速的有線互聯網成為可能。

不僅如此，物聯網和工業 4.0 使我們的系統更加智能，通過超高效的無線技術遠程控制它們，以優化我們在家庭和工業方面的功能。人工智能的出現 即將到來的量子計算機將能夠解決相對論量子力學、化學和生物學領域以及從宇宙接收到的信號研究領域的幾個與科學相關的問題，以試圖回答以下問題：我們是孤獨的嗎？在宇宙中？但最重要的是，為什么我們“被迫”留在地球上，卻發現很難“簡單地”離開并訪問屬于我們太陽系的其他“附近”行星？如您所知，離開大氣層需要巨大的能量，并且需要很長時間才能到達附近區域（如月球）。我們受到懲罰了嗎？光速存在并且不可能達到光速的事實本身就是一種懲罰。

一切都圍繞著量子力學。想想我們將詳細看到的量子計算機，或者帶有晶體管和集成電路的基本電子設備，它們按照電氣工程定律適當組裝，讓我們的智能手機和可穿戴設備工作，然后想想所有的電子設備我們越來越多的連接和眾多的電動汽車。

本系列文章的目的是突出（在我看來）純物理和技術的主題。從量子力學開始，我們將最終談論能量。

在每篇文章的末尾，您會找到一個簡短的文章和書籍列表，以深入了解該主題。顯然，在某些情況下，需要高水平的物理和數學知識，但我試圖簡化并讓每個人都有機會接觸量子物理學和技術的不同方面。您會注意到，一些技術知識需要進行布局。

我在 12 歲時愛上了電子產品，當時我第一次打開了電子管電視，然后構建了一個簡單的 RC 電路（工程師會明白我在說什么）。從那時起，我享受著冒險的每一分鐘。在完成工程學習后，我的另一愛好——物理學完成了我的科技之旅，在此過程中我結識了來自許多國家的科學家和工程師，并有機會討論各種話題。科學和技術的知識，科學家和工程師的視野，反之亦然，讓我從研究的角度（為什么我們會被引力波轟炸？）以及從工程的角度看待事物（我們如何檢測引力波？）。

在這個系列中，我邀請您乘坐我的時間機器，并通過不同的階段潛入物理和技術。

你準備好了嗎？你坐得舒服嗎？這輛車是 DeLorean，但相信我，內部 LED、LCD 屏幕和聲音會解釋所有細節。我忘了提到它沒有停車傳感器。

我們將從量子力學開始。為什么是量子力學？我們對構成物質的粒子性質的最好描述是由這門仍然被誤解的科學描述的。任何物質的圣杯都是量子力學。

然后，我們將了解如何 創建量子計算機 并解釋相對論，愛因斯坦的理論，隨著引力波的探測和未來的太空旅行，它已經改變并正在改變物理學。時間旅行可以嗎？我們為什么要去月球？人工智能將帶領我們探索其他行星的存在。人工智能將成為新的愛因斯坦。所以我們會從各個方面來談人工智能，包括工業方面。

在這個主要集中在物理學的廣泛概述之后，我們將轉向電信領域的技術，特別是電動汽車、微電子和能源。我們將應用量子力學的概念，從宏觀角度分析技術能夠實現的目標。

隨著云計算的興起、人工智能的普及以及物聯網驅動的大數據的更多使用，數據通信層從未像現在這樣更快和更多，電信從未像現在這樣參與硬件和軟件挑戰，需要更高效的電子設備（想想 5G 和即將到來的 6G）。

影響我們所有人的一個問題是能源。我們周圍有很多能源，我喜歡稱之為自由能源或開源能源，只是應用物理學來為每個應用程序收集大量電力，為各種電子系統供電或充電。物理學家正試圖發現每天影響我們的所有這些能量的科學意義。工程師想要收獲它，以便能夠以綠色方式為他們的設備供電。我們希望我們的設備無需電池。我們還在等什么？智能電網如何提高能源管理效率？

幾年來，配電系統對能源效率的需求，以及可再生能源的大規模整合，在新材料的出現推動下對新技術的需求增加。電力電子是解決許多效率挑戰的關鍵。隨著支持 5G 和快速充電的高傳輸速度的新型微電子技術的出現， 氮化鎵 和碳化硅等新型寬帶隙半導體將參與其中。 GaN 和 SiC 將在電動汽車、5G、音頻和整個動力總成領域等領域得到廣泛應用。技術演進正在加速其應用，硅將很快離開大功率領域。

在家加油：DC墻盒是您自己車庫的快速充電解決方案，可以連接到您的家庭光伏系統。

功率器件將提高 汽車 和節能應用以及所有高壓 工業 應用的效率和性能。具有高功率密度的強大、高效且具有成本效益的功率器件在使全球經濟有效減少碳排放方面發揮著關鍵作用。氣候變化正在推動替代能源的使用，緊隨其后的是汽車電氣化。Covid-19 大流行增加了對個人電腦、平板電腦、手機和服務器等電子設備的需求，以更有效地轉換能源。隨著 5G 設備和整個 物聯網等新技術的推出，這一趨勢將繼續下去。 管理能源轉換和消耗對于企業降低成本也至關重要。所有這一切都發生在一個會有越來越多的居民、越來越多的電子設備、越來越少的資源、被氣候變化破壞的土地和越來越多的垃圾的星球上。技術進步是推動人類復蘇和未來的唯一武器。

與冠狀病毒大流行相關的一個好消息是，這場危機似乎正在加速 從基于化石燃料的能源向可再生能源的轉變。隨著能源生態系統轉向綠色，大流行可能會加速這一進程。經濟發達國家正在實施更雄心勃勃的氣候政策和增加碳稅，重點關注綠色轉向以刺激經濟復蘇。電動汽車、混合動力汽車和氫動力汽車銷量的增長也將抑制對石油的需求。

總之，我們將通過歷史回顧來了解過去和不久的將來之間的差異。我們準備好迎接下一個技術了嗎？教育應該扮演什么角色？

但是等等，還沒有結束；我將帶你進入一個平行的幻想世界，在那里你會遇到四個標志著一個時代的科學家：愛因斯坦、麥克斯韋、牛頓和 特斯拉。在一次想象中的相遇中，他們將面對當代技術，并表達他們對我們的生活如何因他們的發明而進化的反應和想法。