第19章 量子力学

19世纪末20世纪初，经典物理学和相对论已经发展的相当完善，但在实验方面又遇到了一些严重的困难，这些困难被看作是“晴朗天空的几朵乌云”——黑体辐射、光电效应、线状光谱、比热问题，正是这几朵乌云引发了物理界的变革。

1900年，普朗克在对热辐射的研究中第一个窥见了量子。这一年的12月14日，普朗克在德国物理学会会议上宣布了他的伟大发现---能量量子化假说，根据这一假说，在光波的发射和吸收过程中，发射体和吸收体的能量变化是不连续的，能量值只能取某个最小能量元的整数倍，这一最小能量元被称为“能量子”。普朗克的能量子概念第一次向人们揭示了微观自然过程的非连续本性，或量子本性。继普朗克之后，1905爱因斯坦提出光量子假说，1913年玻尔提出原子理论，至此由普朗克、爱因斯坦、玻尔奠定了量子力学的基础。量子力学主要是描述微观物理世界的物理理论。

量子力学的发展表明客观世界是由更为基础的微观粒子构成的，并揭示出经典物理学、数学，赖以成立的基础并不是真实的。微观粒子完全颠覆了宏观现象的确定性、连续性、独立性的基本特征。不确定、不连续、叠加态等量子特征才是物质的根本属性。这就是我必须要写量子力学这一章的原因，因为是构建世界观的基础。费曼曾说过，“世界上没有人真正懂量子力学。”而我根本是连学术论文都看不懂的，所以完全不敢说对量子力学有什么理解。我所了解的都是从网络上通俗化了的文章中获得的一点信息。但令我非常困惑的是单就“量子”这个概念是什么涵意，网络上就三种不同的解答。其中最为通俗解释就是：量子，是物质（能量）的不可分割的最小单元；另一种是说：量子，是物质（能量）的最小单位。就是如“焦耳”一样是一个能量单位；还有一种说法是：量子，是指能级之间的差值。我根本不懂量子力学，所以我无法分辩哪种是对的，哪种是错的；或者哪个是好的，那个是不好的。只不过在我以下的推导过程中发现，这三种说法都不是很恰当。但由于我对量子力学的了解都是“道听途说”，所以，本篇关于量子力学的解读若有与量子力学不符的仅代表我的个人观点，与量子力学是无关的。