二氧化碳与气候变化：量子力学的解释

我们团队的研究揭示了二氧化碳强大吸热效应的量子起源，这或许比任何计算机模型都能更好地解释气候变化。 我们并非要取代气候模型，而是要更深入地理解其背后的物理机制，并以清晰易懂的方式向各领域人士解释。

长期以来，二氧化碳的吸热特性一直是个谜。虽然气候模型自上世纪六十年代起就已证实了二氧化碳浓度增加会导致温度上升，但其背后的物理原因却未被完全阐明。 我们发现的关键在于二氧化碳分子的量子结构中一个独特的特性——费米共振。

二氧化碳分子通常处于基态，三个原子呈直线排列。然而，它也存在激发态，原子会发生振动。此前，人们认为15微米波长的光子激发的“呼啦圈”式碳原子运动是造成温室效应的原因。但我们的研究发现，这种运动本身不足以解释气候变化。

我们发现，氧原子相对于碳原子中心反复振动的“弹簧”式运动，其能量与“呼啦圈”运动的能量非常接近。这两种运动相互混合，产生了需要略多或略少能量的特殊组合。正是这种费米共振现象，导致了二氧化碳对略短于或长于15微米波长的光吸收率的缓慢下降，最终造成了对数标度的温室效应——即二氧化碳浓度每增加一倍，地球温度就会上升2到5摄氏度。

这项发现直接展示了量子力学与气候变化宏观现象之间的联系。它解释了为什么二氧化碳如此有效地捕获热量，以及为什么增加大气中的二氧化碳会导致气候变化。 这让我们对气候变化的理解比任何计算机模型都更深入。

一些人质疑气候模型的可靠性，认为其结果如同“黑箱”计算。我们的研究成果能够在一定程度上回应这些质疑。通过在基本物理原理的基础上进行分析推导，我们能够在黑板上重现计算机模型的部分结果，从而增强人们对气候模型的信任，并帮助我们识别关键变量。

这项研究也增强了气候变化论据的说服力。它基于量子力学和已确立的物理学原理，直接反驳了那些认为二氧化碳浓度过低，不足以影响气候的观点。我们的研究有力地证明了二氧化碳会导致全球变暖，并且这一结论是基于可靠的物理基础。 这对于应对气候变化挑战至关重要。 我们对二氧化碳分子量子结构的深入理解，为更有效地应对气候变化提供了坚实的科学基础。