引言
第一章、牛顿时空和经典力学
第二章、光是粒子还是波？
第三章、旧量子论的形成
第四章、量子力学的实验基础
第五章、量子力学理论
第六章、简单问题的量子力学解23
第七章、中心力场－氢原子解
第八章、原子壳层
第九章、量子力学解释及验证
参考文献
在今天，量子力学已经是大家耳熟能详的科学名词了，然而，量子力学的物理思想究竟是什么，普通大众并不知晓。就连物理学家中的许多人也只是知道它如何计算，而并不理解它为什么会这样？量子力学的不被理解并不仅是由于它的高深数学，更主要的是它的许多思想与观念和我们头脑中已有的物质观格格格不入。
量子力学理论是迄今为止得到最严格检验的理论，物质世界的一切事物，包括我们人自身都符合量子力学。正因为如此，普及量子力学思想在今天就尤为重要。只要我们把目标设为了解量子力学的核心思路和结论，而不是追求繁杂的数学计算，那么每个人都是能够掌握量子力学思想的。因此，用通俗的语言，形象的插图，把量子力学的核心思路向大家普及，达到人人能懂的目的，相当于是做了一件善事。当然，文中也会涉及一些简单的方程，供有相应水平的读者深入探索所需。不过暂时不懂的读者可以先把它作为一幅插图看待，只需了解了它是在做什么，力图掌握文中的核心思想就可以了。
本文由我过去做量子力学通俗讲座的PPT课件修改而成。文中会有一些来自网络的内容和图片素材，在这里对原作者一并表示感谢！
1.1 牛顿时空和经典力学定律
1.2 旧物理观念面临的挑战
目前，尽管物理学已经大大超越了牛顿时空，由于科学普及的力度不够，大众的物理观念几乎仍然停留在牛顿时空阶段。那就让我们从这里开始吧！
牛顿是历史上第一位不但做基础实验,而且发明完备的数学理论解释实验的科学家，他在那个时代被认为是世界上最伟大的科学家。早在1687年(44岁)，牛顿发表了论文《自然哲学的数学原理》,其中公布了牛顿运动定律和万有引力定律。
在牛顿时空中，时间和空间是各自独立的，没有关联的两个事物。
绝对空间就像一间空房子，它区分物理事件发生的地点，用3维坐标来描述。
绝对时间就像一个滴答作响的秒表，它区别物理事件发生的先后次序，用不可逆转的1维坐标来描述。
绝对空间和绝对时间构成了物体在其中运动的“舞台”。这一舞台上运动的物质服从牛顿三大运动定律：
1.惯性定律。一切物体在不受外力的作用时，总保持相对静止或匀速直线运动状态。
也许我们还沉醉于对牛顿定律的欣赏之中，如果这样，那真是无独有偶，历史上也有过这样现象。
19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。
于是1900年英国物理学家开尔文在瞻望20世纪物理学的发展的文章中说到：“在已经基本建成的科学大厦中，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”
也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了。
脑的物理观仍停留在经典物理观层面上。但经典物理学在解释微观粒子运动或以极高速度运动的物体时遭受了巨大的困难。对这些问题的探索才导致了近代物理也包括量子力学的发展。
在量子力学的发展上，“光”是一个功臣。让我们还是先从“光是什么？”这个问题来展开吧。
2.1 光是什么？
2.2 光是粒子－牛顿的粒子说
2.3 光是波动
2.4 光的电磁理论
早在1690年，物理学家惠更斯就提出了光的波动说，认为光就象水波一样是一种波动。因为这样就很容易解释光的干涉和折射现象。
如下图所示，使用这个理论，他能够解释光波如何因相互干涉而形成波前，在波前的每一点可以认为是产生球面次波的点波源，而以后任何时刻的波前则可看作是这些次波的包络。从他的原理，可以给出波的直线传播与球面传播的定性解释，并且推导出反射定律与折射定律。
十九世纪早期，奥古斯丁·菲涅耳提出惠更斯-菲涅耳原理，在惠更斯原理的基础上假定次波与次波之间会彼此发生干涉，又假定次波的波幅与方向有关。从而解释了光波的朝前方传播与衍射现象。
对于一个向x方向行进的正弦波，可以用下面的图像来描述。其中最重要的两个量是波长和波速。
牛顿是一个伟大的物理学家，他发现的三大运动定律，几乎可以把除电磁学以外的一切物理现象都解释为机械运动，甚至连温度、压力这样的热力学现象都可以用分子的机械运动来解释。并且他还发现了光是由7种不同颜色的光混合而成。因此，在解释光是什么的问题上，他很自然地倾向了机械运动的思路。
根据光直线运动、能反射、透射的特点，以及七色光等现象，1704年，艾萨克·牛顿提出了光微粒说。他认为光是由非常奥妙的微粒组成，遵守运动定律。这可以合理解释光的直线移动和反射性质。例如，你可以把镜子的反射现象想象成光的微粒像乒乓球撞击到墙壁上被反弹回来。
然而，如果把光看成是一种微粒，就会发生许多微粒交叉撞击到一起相互碰撞弹开的事情。但是，当你把几束光交叉照射后会发现，它们会毫无妨碍地彼此穿过对方，然而相互穿过对方的事情只有波才可以做到。另外，如果把光看成是微粒，也无法解释光的折射现象。
但是如果把光看成是波，却很容易解释折射现象。
由于牛顿无与伦比的学术地位，他的粒子理论在一个多世纪内无人敢于挑战，而惠更斯的理论则渐渐为人淡忘。直到十九世纪初衍射现象被发现，光的波动理论才重新得到承认。而光的波动性与粒子性的争论从未平息。
1807年，托马斯·杨完成的双缝实验显示出，衍射光波遵守叠加原理，这是牛顿的光微粒说无法预测的一种波动行为。这实验确切地证实了光的波动性质。
随着光波动说的数学理论逐渐完善，到19世纪末，无论是实验还是理论上，牛顿的理论都失去了以往的地位。
在双缝实验里，从光源a传播出来的相干光束，照射在一块刻有两条狭缝b和c的不透明挡板S2上。在挡板的后面。摆设了摄影胶卷或某种侦测屏F，用来纪录到达F的任何位置d的光束。最右边黑白相间的条纹，显示出光束在侦测屏F的干涉图样。
因为它能够说明偏振现象的机制，这是光微粒说所不能够的。
因为只有“波”（如水波）才会出现这样的干涉条纹，所以这个既简单又巧妙的实验无可辩驳地证明：光是一种波。这就是著名的双缝干涉实验。
1864年，詹姆斯·麦克斯韦将电磁学的理论加以整合，提出能够解释种种电磁现象的麦克斯韦方程组。用其计算获得的电磁波波速等于做实验测量到的光速。麦克斯韦于是猜测光波就是电磁波。1888年，海因里希·赫兹做实验发射并接收到麦克斯韦预言的电磁波，证实麦克斯韦的猜测正确无误。从这时，光波动说开始被广泛认可，而且进一步被认为是一种不需要传播介质的电磁波。在这种波中，电场的改变在其周边激发起磁场的改变，而磁场的改变又在其周边激发起电场的改变。由此形成了由场源向外传播的电磁波。
（未完待续），遨游我心_健康，2013.09.26
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