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量子力學(xué)發(fā)展史,量子力學(xué)的產(chǎn)生起源于對(duì)什么實(shí)驗(yàn)的研究

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1,量子力學(xué)的產(chǎn)生起源于對(duì)什么實(shí)驗(yàn)的研究

你可以去看看量子力學(xué)的發(fā)展史,據(jù)說(shuō)是物理學(xué)的三朵烏云導(dǎo)致的,具體的可以去看《上帝擲骰子嗎?》——量子物理史話 這本書(shū),新浪愛(ài)問(wèn)有。。

量子力學(xué)的產(chǎn)生起源于對(duì)什么實(shí)驗(yàn)的研究

2,哪位科學(xué)家主導(dǎo)了量子力學(xué)的發(fā)展歷程

哥布哈根學(xué)派是20世紀(jì)20年代初期形成的,為首的是丹麥著名物理學(xué)家尼爾斯*玻爾,玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等是這個(gè)學(xué)派的主要成員。它的發(fā)源地是玻爾創(chuàng)立的哥本哈根理論物理研究所。哥本哈根學(xué)派對(duì)量子力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展作出了杰出貢獻(xiàn),并且它對(duì)量子力學(xué)的解釋被稱為量子力學(xué)的“正統(tǒng)解釋”。玻爾本人不僅對(duì)早期量子論的發(fā)展起過(guò)重大作用,而且他的認(rèn)識(shí)論和方法論對(duì)量子力學(xué)的創(chuàng)建起了推動(dòng)和指導(dǎo)作用,他提出的著名的“互補(bǔ)原理”是哥本哈根學(xué)派的重要支柱。玻爾領(lǐng)導(dǎo)的哥本哈根理論物理研究所成了量子理論研究中心,由此該學(xué)派成為當(dāng)時(shí)世界上力量最雄厚的物理學(xué)派。哥本哈根學(xué)派的解釋在定量方面首先表述為海森伯的不確定關(guān)系。這類(lèi)由作用量量子h表述的數(shù)學(xué)關(guān)系,在1927年9月玻爾提出的互補(bǔ)原理中從哲學(xué)得到了概括和總結(jié),用來(lái)解釋量子現(xiàn)象的基本特征——波粒二象性。所謂互補(bǔ)原理也就是波動(dòng)性和粒子性的互相補(bǔ)充。該學(xué)派提出的量子躍遷語(yǔ)言和不確定性原理(即測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系)及其在哲學(xué)意義上的擴(kuò)展(互補(bǔ)原理)在物理學(xué)界得到普遍的采用。因此,哥本哈根學(xué)派對(duì)量子力學(xué)的物理解釋以及哲學(xué)觀點(diǎn),理所當(dāng)然是諸多學(xué)派的主體,是正統(tǒng)的、主要的解釋。
是的

哪位科學(xué)家主導(dǎo)了量子力學(xué)的發(fā)展歷程

3,量子論經(jīng)歷了哪些發(fā)展歷程

量子理論的創(chuàng)建過(guò)程是一部壯麗的史詩(shī): 量子論的初期: 1900年普朗克為了克服經(jīng)典理論解釋黑體輻射規(guī)律的困難,引入了能量子概念,為量子理論奠下了基石。 隨后,愛(ài)因斯坦針對(duì)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)與經(jīng)典理論的矛盾,提出了光量子假說(shuō),并在固體比熱問(wèn)題上成功地運(yùn)用了能量子概念,為量子理論的發(fā)展打開(kāi)了局面。 1913年,玻爾在盧瑟福有核模型的基礎(chǔ)上運(yùn)用量子化概念,提出玻爾的原子理論,對(duì)氫光譜作出了滿意的解釋?zhuān)沽孔诱撊〉昧顺醪絼倮?。隨后,玻爾、索末菲和其他物理學(xué)家為發(fā)展量子理論花了很大力氣,卻遇到了嚴(yán)重困難。舊量子論陷入困境。 量子論的建立: 1923年,德布羅意提出了物質(zhì)波假說(shuō),將波粒二象性運(yùn)用于電子之類(lèi)的粒子束,把量子論發(fā)展到一個(gè)新的高度。 1925年-1926年薛定諤率先沿著物質(zhì)波概念成功地確立了電子的波動(dòng)方程,為量子理論找到了一個(gè)基本公式,并由此創(chuàng)建了波動(dòng)力學(xué)。 幾乎與薛定諤同時(shí),海森伯寫(xiě)出了以“關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)關(guān)系的量子論的重新解釋”為題的論文,創(chuàng)立了解決量子波動(dòng)理論的矩陣方法。 1925年9月,玻恩與另一位物理學(xué)家約丹合作,將海森伯的思想發(fā)展成為系統(tǒng)的矩陣力學(xué)理論。不久,狄拉克改進(jìn)了矩陣力學(xué)的數(shù)學(xué)形式,使其成為一個(gè)概念完整、邏輯自洽的理論體系。 1926年薛定諤發(fā)現(xiàn)波動(dòng)力學(xué)和矩陣力學(xué)從數(shù)學(xué)上是完全等價(jià)的,由此統(tǒng)稱為量子力學(xué),而薛定諤的波動(dòng)方程由于比海森伯的矩陣更易理解,成為量子力學(xué)的基本方程

量子論經(jīng)歷了哪些發(fā)展歷程

4,量子力學(xué)是誰(shuí)開(kāi)創(chuàng)的

量子力學(xué)不僅是近代物理學(xué)的基礎(chǔ)理論之一,而且在化學(xué)等有關(guān)學(xué)科和許多近代技術(shù)中也得到了廣泛的應(yīng)用。有人引用量子力學(xué)中的隨機(jī)性支持自由意志說(shuō),但是第一,這種微觀尺度上的隨機(jī)性和通常意義下的宏觀的自由意志之間仍然有著難以逾越的距離;第二,這種隨機(jī)性是否不可約簡(jiǎn)(irreducible)還難以證明,因?yàn)槿藗冊(cè)谖⒂^尺度上的觀察能力仍然有限。自然界是否真有隨機(jī)性還是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)學(xué)中的許多隨機(jī)事件的例子,嚴(yán)格說(shuō)來(lái)實(shí)為決定性的。量子力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史量子力學(xué)是在舊量子論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。舊量子論包括普朗克的量子假說(shuō)、愛(ài)因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。1900年,普朗克提出輻射量子假說(shuō),假定電磁場(chǎng)和物質(zhì)交換能量是以間斷的形式(能量子)實(shí)現(xiàn)的,能量子的大小同輻射頻率成正比,比例常數(shù)稱為普朗克常數(shù),從而得出黑體輻射能量分布公式,成功地解釋了黑體輻射現(xiàn)象。1905年,愛(ài)因斯坦引進(jìn)光量子(光子)的概念,并給出了光子的能量、動(dòng)量與輻射的頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系,成功地解釋了光電效應(yīng)。其后,他又提出固體的振動(dòng)能量也是量子化的,從而解釋了低溫下固體比熱問(wèn)題。1913年,玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎(chǔ)上建立起原子的量子理論。按照這個(gè)理論,原子中的電子只能在分立的軌道上運(yùn)動(dòng),原子具有確定的能量,它所處的這種狀態(tài)叫“定態(tài)”,而且原子只有從一個(gè)定態(tài)到另一個(gè)定態(tài),才能吸收或輻射能量。這個(gè)理論雖然有許多成功之處,但對(duì)于進(jìn)一步解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還有許多困難。在人們認(rèn)識(shí)到光具有波動(dòng)和微粒的二象性之后,為了解釋一些經(jīng)典理論無(wú)法解釋的現(xiàn)象,法國(guó)物理學(xué)家德布羅意于1923年提出了物質(zhì)波這一概念。認(rèn)為一切微觀粒子均伴隨著一個(gè)波,這就是所謂的德布羅意波。德布羅意的物質(zhì)波方程:E=
普朗克為量子力學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者

5,量子力學(xué)的建立

量子力學(xué)是在舊量子論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。舊量子論包括普朗克的量子假說(shuō)、愛(ài)因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。 1900年,普朗克提出輻射量子假說(shuō),假定電磁場(chǎng)和物質(zhì)交換能量是以間斷的形式(能量子)實(shí)現(xiàn)的,能量子的大小同輻射頻率成正比,比例常數(shù)稱為普朗克常數(shù),從而得出黑體輻射能量分布公式,成功地解釋了黑體輻射現(xiàn)象。 1905年,愛(ài)因斯坦引進(jìn)光量子(光子)的概念,并給出了光子的能量、動(dòng)量與輻射的頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系,成功地解釋了光電效應(yīng)。其后,他又提出固體的振動(dòng)能量也是量子化的,從而解釋了低溫下固體比熱問(wèn)題。 1913年,玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎(chǔ)上建立起原子的量子理論。按照這個(gè)理論,原子中的電子只能在分立的軌道上運(yùn)動(dòng),在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)候電子既不吸收能量,也不放出能量。原子具有確定的能量,它所處的這種狀態(tài)叫“定態(tài)”,而且原子只有從一個(gè)定態(tài)到另一個(gè)定態(tài),才能吸收或輻射能量。這個(gè)理論雖然有許多成功之處,但對(duì)于進(jìn)一步解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還有許多困難。 在人們認(rèn)識(shí)到光具有波動(dòng)和微粒的二象性之后,為了解釋一些經(jīng)典理論無(wú)法解釋的現(xiàn)象,法國(guó)物理學(xué)家德布羅意于1923年提出了物質(zhì)波這一概念。認(rèn)為一切微觀粒子均伴隨著一個(gè)波,這就是所謂的德布羅意波。 德布羅意的物質(zhì)波方程:E=?ω,p=h/λ,其中?=h/2π,可以由E=p2/2m得到λ=√(h2/2mE)。 由于微觀粒子具有波粒二象性,微觀粒子所遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就不同于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的量子力學(xué)也就不同于描述宏觀物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的經(jīng)典力學(xué)。當(dāng)粒子的大小由微觀過(guò)渡到宏觀時(shí),它所遵循的規(guī)律也由量子力學(xué)過(guò)渡到經(jīng)典力學(xué)。 量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的差別首先表現(xiàn)在對(duì)粒子的狀態(tài)和力學(xué)量的描述及其變化規(guī)律上。在量子力學(xué)中,粒子的狀態(tài)用波函數(shù)描述,它是坐標(biāo)和時(shí)間的復(fù)函數(shù)。為了描寫(xiě)微觀粒子狀態(tài)隨時(shí)間變化的規(guī)律,就需要找出波函數(shù)所滿足的運(yùn)動(dòng)方程。這個(gè)方程是薛定諤在1926年首先找到的,被稱為薛定諤方程。 當(dāng)微觀粒子處于某一狀態(tài)時(shí),它的力學(xué)量(如坐標(biāo)、動(dòng)量、角動(dòng)量、能量等)一般不具有確定的數(shù)值,而具有一系列可能值,每個(gè)可能值以一定的幾率出現(xiàn)。當(dāng)粒子所處的狀態(tài)確定時(shí),力學(xué)量具有某一可能值的幾率也就完全確定。這就是1927年,海森伯得出的測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系,同時(shí)玻爾提出了并協(xié)原理,對(duì)量子力學(xué)給出了進(jìn)一步的闡釋。 量子力學(xué)和狹義相對(duì)論的結(jié)合產(chǎn)生了相對(duì)論量子力學(xué)。經(jīng)狄拉克、海森伯(又稱海森堡,下同)和泡利(pauli)等人的工作發(fā)展了量子電動(dòng)力學(xué)。20世紀(jì)30年代以后形成了描述各種粒子場(chǎng)的量子化理論——量子場(chǎng)論,它構(gòu)成了描述基本粒子現(xiàn)象的理論基礎(chǔ)。 量子力學(xué)是在舊量子論建立之后發(fā)展建立起來(lái)的。舊量子論對(duì)經(jīng)典物理理論加以某種人為的修正或附加條件以便解釋微觀領(lǐng)域中的一些現(xiàn)象。由于舊量子論不能令人滿意,人們?cè)趯ふ椅⒂^領(lǐng)域的規(guī)律時(shí),從兩條不同的道路建立了量子力學(xué)。 1925年,海森堡基于物理理論只處理可觀察量的認(rèn)識(shí),拋棄了不可觀察的軌道概念,并從可觀察的輻射頻率及其強(qiáng)度出發(fā),和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學(xué);1926年,薛定諤基于量子性是微觀體系波動(dòng)性的反映這一認(rèn)識(shí),找到了微觀體系的運(yùn)動(dòng)方程,從而建立起波動(dòng)力學(xué),其后不久還證明了波動(dòng)力學(xué)和矩陣力學(xué)的數(shù)學(xué)等價(jià)性;狄拉克和約爾丹各自獨(dú)立地發(fā)展了一種普遍的變換理論,給出量子力學(xué)簡(jiǎn)潔、完善的數(shù)學(xué)表達(dá)形式。 海森堡還提出了測(cè)不準(zhǔn)原理,原理的公式表達(dá)如下:ΔxΔp≥?/2。
一個(gè)物理理論的核心就是該理論相應(yīng)的方程,量子力學(xué)的核心方程就是薛定諤方程(即量子力學(xué)的波動(dòng)方程形式)以及進(jìn)一步發(fā)展的狄拉克方程。量子力學(xué)的方程建立起來(lái)時(shí)必然就伴隨著量子力學(xué)的建立,方程與其理論是不可分割的。 量子力學(xué)是描述微觀世界運(yùn)動(dòng)的基本理論,包括互為等價(jià)的矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)。為了發(fā)展玻爾思想“以適用于更復(fù)雜的原子”,1924年,海森堡首先提出革命性的觀點(diǎn):在原子世界,每個(gè)可觀測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如氫原子譜線)總與兩個(gè)“玻爾軌道”有關(guān),一個(gè)絕對(duì)、由速度和坐標(biāo)同時(shí)確定的軌道在描述原子的微觀理論中沒(méi)有意義,應(yīng)當(dāng)處處以“兩個(gè)軌道”來(lái)描述可觀察的物理量。例如,原子的電磁輻射可以由電子坐標(biāo)隨時(shí)間的變化來(lái)描述,可能輻射的頻率是其傅立葉展開(kāi)式中出現(xiàn)的頻率——里德伯-里茲組合中有兩個(gè)指標(biāo)的實(shí)數(shù)。于是,應(yīng)當(dāng)把坐標(biāo)和動(dòng)量等可觀察物理量都看成具有兩個(gè)指標(biāo)元素的矩陣(或算符),這時(shí)坐標(biāo)q和動(dòng)量p是不對(duì)易的,即qp不等于pq。在玻恩和約當(dāng)?shù)膮f(xié)作下,海森堡這個(gè)重要發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了矩陣力學(xué)的建立,它的誕生暢供扳佳殖簧幫偽爆鐮成功克服了玻爾理論處理復(fù)雜原子時(shí)遇到的困難。 量子力學(xué)的另一表述——波動(dòng)力學(xué)是薛定諤1924年建立的,其核心是用滿足薛定諤方程的時(shí)空點(diǎn)上的波函數(shù)描述粒子的運(yùn)動(dòng)。在波動(dòng)力學(xué)中,原子的定態(tài)是薛定諤方程的本征態(tài),相應(yīng)的本征值就是原子的能級(jí)。原子的電磁輻射可描述為從一個(gè)能級(jí)到另一個(gè)能級(jí)的躍遷。狄拉克通過(guò)建立表象理論,把矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)的描述完美地結(jié)合起來(lái),而且把它推廣到狹義相對(duì)論描述的高速運(yùn)動(dòng)情況,成功預(yù)言了正電子。正電子等反物質(zhì)粒子的發(fā)現(xiàn),把量子力學(xué)理論推上科學(xué)的頂峰。 量子力學(xué)的另一個(gè)重要基礎(chǔ)是玻恩波函數(shù)概率解釋。德國(guó)物理學(xué)家玻恩思考波函數(shù)的本質(zhì)問(wèn)題,提出物質(zhì)波是概率波的見(jiàn)解:波函數(shù)絕對(duì)值的平方(模平方)就是微觀粒子在某一時(shí)刻出現(xiàn)在某處的概率。人們可以從光子的概念出發(fā),理解概率波的觀點(diǎn)。如果想象光束是由大量光子組成的,光的強(qiáng)度就是光子到達(dá)屏幕上各處的概率。按照玻恩的想法,電子在衍射時(shí)落在空間的哪一點(diǎn)是有一定概率的。在衍射時(shí),成千上萬(wàn)的電子落點(diǎn)的分布是一種概率分布,電子衍射圖像正是這種概率分布的體現(xiàn)。人們也可以在動(dòng)量空間中理解這種概率分布。 從原理上講,物質(zhì)波的干涉現(xiàn)象源自描述波函數(shù)的薛定諤方程是線性的。若物理體系有兩個(gè)可能狀態(tài),其疊加也代表物理體系的一個(gè)可能狀態(tài)。依據(jù)波函數(shù)的玻恩解釋?zhuān)淇臻g表示的模平方代表了在某空間點(diǎn)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率密度。對(duì)一個(gè)量子相干疊加態(tài)而言,其模平方中除了有兩個(gè)分量的模平方,還包含不同分量的交叉項(xiàng),它們代表了量子干涉,意味著態(tài)的量子相干性。僅就數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)而言,這與經(jīng)典光束的干涉是一樣的,然而,量子干涉或量子相干性有不同于經(jīng)典干涉的十分奇妙的基本量子特性。
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6,量子力學(xué)發(fā)展史

有人引用量子力學(xué)中的隨機(jī)性支持自由意志說(shuō),但是第一,這種微觀尺度上的隨機(jī)性和通常意義下的宏觀的自由意志之間仍然有著難以逾越的距離;第二,這種隨機(jī)性是否不可約簡(jiǎn)(irreducible)還難以證明,因?yàn)槿藗冊(cè)谖⒂^尺度上的觀察能力仍然有限。自然界是否真有隨機(jī)性還是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)學(xué)中的許多隨機(jī)事件的例子,嚴(yán)格說(shuō)來(lái)實(shí)為決定性的。 量子力學(xué)是研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科,它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì),以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論,它與相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)不僅是近代物理學(xué)的基礎(chǔ)理論之一,而且在化學(xué)等有關(guān)學(xué)科和許多近代技術(shù)中也得到了廣泛的應(yīng)用。量子力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史量子力學(xué)是在舊量子論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。舊量子論包括普朗克的量子假說(shuō)、愛(ài)因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。1900年,普朗克提出輻射量子假說(shuō),假定電磁場(chǎng)和物質(zhì)交換能量是以間斷的形式(能量子)實(shí)現(xiàn)的,能量子的大小同輻射頻率成正比,比例常數(shù)稱為普朗克常數(shù),從而得出黑體輻射能量分布公式,成功地解釋了黑體輻射現(xiàn)象。1905年,愛(ài)因斯坦引進(jìn)光量子(光子)的概念,并給出了光子的能量、動(dòng)量與輻射的頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系,成功地解釋了光電效應(yīng)。其后,他又提出固體的振動(dòng)能量也是量子化的,從而解釋了低溫下固體比熱問(wèn)題。1913年,玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎(chǔ)上建立起原子的量子理論。按照這個(gè)理論,原子中的電子只能在分立的軌道上運(yùn)動(dòng),原子具有確定的能量,它所處的這種狀態(tài)叫“定態(tài)”,而且原子只有從一個(gè)定態(tài)到另一個(gè)定態(tài),才能吸收或輻射能量。這個(gè)理論雖然有許多成功之處,但對(duì)于進(jìn)一步解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還有許多困難。在人們認(rèn)識(shí)到光具有波動(dòng)和微粒的二象性之后,為了解釋一些經(jīng)典理論無(wú)法解釋的現(xiàn)象,法國(guó)物理學(xué)家德布羅意于1923年提出微觀粒子具有波粒二象性的假說(shuō)。德布羅意認(rèn)為:正如光具有波粒二象性一樣,實(shí)體的微粒(如電子、原子等)也具有這種性質(zhì),即既具有粒子性也具有波動(dòng)性。這一假說(shuō)不久就為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。德布羅意的波粒二象性假設(shè):E=?ω,p=h/λ,其中?=h/2π,可以由E=p2/2m得到λ=√(h2/2mE)。由于微觀粒子具有波粒二象性,微觀粒子所遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就不同于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的量子力學(xué)也就不同于描述宏觀物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的經(jīng)典力學(xué)。當(dāng)粒子的大小由微觀過(guò)渡到宏觀時(shí),它所遵循的規(guī)律也由量子力學(xué)過(guò)渡到經(jīng)典力學(xué)。量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的差別首先表現(xiàn)在對(duì)粒子的狀態(tài)和力學(xué)量的描述及其變化規(guī)律上。在量子力學(xué)中,粒子的狀態(tài)用波函數(shù)描述,它是坐標(biāo)和時(shí)間的復(fù)函數(shù)。為了描寫(xiě)微觀粒子狀態(tài)隨時(shí)間變化的規(guī)律,就需要找出波函數(shù)所滿足的運(yùn)動(dòng)方程。這個(gè)方程是薛定諤在1926年首先找到的,被稱為薛定諤方程。當(dāng)微觀粒子處于某一狀態(tài)時(shí),它的力學(xué)量(如坐標(biāo)、動(dòng)量、角動(dòng)量、能量等)一般不具有確定的數(shù)值,而具有一系列可能值,每個(gè)可能值以一定的幾率出現(xiàn)。當(dāng)粒子所處的狀態(tài)確定時(shí),力學(xué)量具有某一可能值的幾率也就完全確定。這就是1927年,海森伯得出的測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系,同時(shí)玻爾提出了并協(xié)原理,對(duì)量子力學(xué)給出了進(jìn)一步的闡釋。量子力學(xué)和狹義相對(duì)論的結(jié)合產(chǎn)生了相對(duì)論量子力學(xué)。經(jīng)狄拉克、海森伯和泡利等人的工作發(fā)展了量子電動(dòng)力學(xué)。20世紀(jì)30年代以后形成了描述各種粒子場(chǎng)的量子化理論——量子場(chǎng)論,它構(gòu)成了描述基本粒子現(xiàn)象的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)是在舊量子論建立之后發(fā)展建立起來(lái)的。舊量子論對(duì)經(jīng)典物理理論加以某種人為的修正或附加條件以便解釋微觀領(lǐng)域中的一些現(xiàn)象。由于舊量子論不能令人滿意,人們?cè)趯ふ椅⒂^領(lǐng)域的規(guī)律時(shí),從兩條不同的道路建立了量子力學(xué)。1925年,海森堡基于物理理論只處理可觀察量的認(rèn)識(shí),拋棄了不可觀察的軌道概念,并從可觀察的輻射頻率及其強(qiáng)度出發(fā),和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學(xué);1926年,薛定諤基于量子性是微觀體系波動(dòng)性的反映這一認(rèn)識(shí),找到了微觀體系的運(yùn)動(dòng)方程,從而建立起波動(dòng)力學(xué),其后不久還證明了波動(dòng)力學(xué)和矩陣力學(xué)的數(shù)學(xué)等價(jià)性;狄拉克和約爾丹各自獨(dú)立地發(fā)展了一種普遍的變換理論,給出量子力學(xué)簡(jiǎn)潔、完善的數(shù)學(xué)表達(dá)形式。海森堡還提出了測(cè)不準(zhǔn)原理,原理的公式表達(dá)如下:ΔxΔp≥?/2。量子力學(xué)的基本內(nèi)容量子力學(xué)的基本原理包括量子態(tài)的概念,運(yùn)動(dòng)方程、理論概念和觀測(cè)物理量之間的對(duì)應(yīng)規(guī)則和物理原理。在量子力學(xué)中,一個(gè)物理體系的狀態(tài)由態(tài)函數(shù)表示,態(tài)函數(shù)的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態(tài)。狀態(tài)隨時(shí)間的變化遵循一個(gè)線性微分方程,該方程預(yù)言體系的行為,物理量由滿足一定條件的、代表某種運(yùn)算的算符表示;測(cè)量處于某一狀態(tài)的物理體系的某一物理量的操作,對(duì)應(yīng)于代表該量的算符對(duì)其態(tài)函數(shù)的作用;測(cè)量的可能取值由該算符的本征方程決定,測(cè)量的期待值由一個(gè)包含該算符的積分方程計(jì)算。態(tài)函數(shù)的平方代表作為其變數(shù)的物理量出現(xiàn)的幾率。根據(jù)這些基本原理并附以其他必要的假設(shè),量子力學(xué)可以解釋原子和亞原子的各種現(xiàn)象。根據(jù)狄拉克符號(hào)表示,態(tài)函數(shù),用<Ψ|和|Ψ>表示,態(tài)函數(shù)的概率密度用ρ=<Ψ|Ψ>表示,其概率流密度用(?/2mi)(Ψ*▽?duì)罚法對(duì)?)表示,其概率為概率密度的空間積分。態(tài)函數(shù)可以表示為展開(kāi)在正交空間集里的態(tài)矢比如|Ψ(x)>=∑|ρ_i>,其中|ρ_i>為彼此正交的空間基矢,<m|n>=δm,n為狄拉克函數(shù),滿足正交歸一性質(zhì)。態(tài)函數(shù)滿足薛定諤波動(dòng)方程,i?(d/dt)|m>=H|m>,分離變數(shù)后就能得到不含時(shí)狀態(tài)下的演化方程H|m>=En|m>,En是能量本征值,H是哈密頓能量算子。于是經(jīng)典物理量的量子化問(wèn)題就歸結(jié)為薛定諤波動(dòng)方程的求解問(wèn)題。關(guān)于量子力學(xué)的解釋涉及許多哲學(xué)問(wèn)題,其核心是因果性和物理實(shí)在問(wèn)題。按動(dòng)力學(xué)意義上的因果律說(shuō),量子力學(xué)的運(yùn)動(dòng)方程也是因果律方程,當(dāng)體系的某一時(shí)刻的狀態(tài)被知道時(shí),可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程預(yù)言它的未來(lái)和過(guò)去任意時(shí)刻的狀態(tài)。但量子力學(xué)的預(yù)言和經(jīng)典物理學(xué)運(yùn)動(dòng)方程(質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程和波動(dòng)方程)的預(yù)言在性質(zhì)上是不同的。在經(jīng)典物理學(xué)理論中,對(duì)一個(gè)體系的測(cè)量不會(huì)改變它的狀態(tài),它只有一種變化,并按運(yùn)動(dòng)方程演進(jìn)。因此,運(yùn)動(dòng)方程對(duì)決定體系狀態(tài)的力學(xué)量可以作出確定的預(yù)言。但在量子力學(xué)中,體系的狀態(tài)有兩種變化,一種是體系的狀態(tài)按運(yùn)動(dòng)方程演進(jìn),這是可逆的變化;另一種是測(cè)量改變體系狀態(tài)的不可逆變化。因此,量子力學(xué)對(duì)決定狀態(tài)的物理量不能給出確定的預(yù)言,只能給出物理量取值的幾率。在這個(gè)意義上,經(jīng)典物理學(xué)因果律在微觀領(lǐng)域失效了。據(jù)此,一些物理學(xué)家和哲學(xué)家斷言量子力學(xué)擯棄因果性,而另一些物理學(xué)家和哲學(xué)家則認(rèn)為量子力學(xué)因果律反映的是一種新型的因果性——幾率因果性。量子力學(xué)中代表量子態(tài)的波函數(shù)是在整個(gè)空間定義的,態(tài)的任何變化是同時(shí)在整個(gè)空間實(shí)現(xiàn)的。20世紀(jì)70年代以來(lái),關(guān)于遠(yuǎn)隔粒子關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)表明,類(lèi)空分離的事件存在著量子力學(xué)預(yù)言的關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)是同狹義相對(duì)論關(guān)于客體之間只能以不大于光速的速度傳遞物理相互作用的觀點(diǎn)相矛盾的。于是,有些物理學(xué)家和哲學(xué)家為了解釋這種關(guān)聯(lián)的存在,提出在量子世界存在一種全局因果性或整體因果性,這種不同于建立在狹義相對(duì)論基礎(chǔ)上的局域因果性,可以從整體上同時(shí)決定相關(guān)體系的行為。量子力學(xué)用量子態(tài)的概念表征微觀體系狀態(tài),深化了人們對(duì)物理實(shí)在的理解。微觀體系的性質(zhì)總是在它們與其他體系,特別是觀察儀器的相互作用中表現(xiàn)出來(lái)。人們對(duì)觀察結(jié)果用經(jīng)典物理學(xué)語(yǔ)言描述時(shí),發(fā)現(xiàn)微觀體系在不同的條件下,或主要表現(xiàn)為波動(dòng)圖象,或主要表現(xiàn)為粒子行為。而量子態(tài)的概念所表達(dá)的,則是微觀體系與儀器相互作用而產(chǎn)生的表現(xiàn)為波或粒子的可能性。量子力學(xué)表明,微觀物理實(shí)在既不是波也不是粒子,真正的實(shí)在是量子態(tài)。真實(shí)狀態(tài)分解為隱態(tài)和顯態(tài),是由于測(cè)量所造成的,在這里只有顯態(tài)才符合經(jīng)典物理學(xué)實(shí)在的含義。微觀體系的實(shí)在性還表現(xiàn)在它的不可分離性上。量子力學(xué)把研究對(duì)象及其所處的環(huán)境看作一個(gè)整體,它不允許把世界看成由彼此分離的、獨(dú)立的部分組成的。關(guān)于遠(yuǎn)隔粒子關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,也定量地支持了量子態(tài)不可分離 http://baike.baidu.com/view/2785.html
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