量子力學他的方法論有哪些

1. 量子力學理論的基本理論有哪些

量子力學是描述微觀體系運動規律的科學。量子力學的基本原理是由許多科學家，如薛定諤、海森堡、波恩以及狄拉克等人經過大量的工作總結出來的。量子力學包含5個重要的假設，從這些重要的基本假設出發可以推導出重要的基本原理。簡而言之，量子力學的基本理論有：1、波函數和微觀粒子的狀態。2、物理量和算符。3、本徵態、本徵值和薛定諤方程。4、態疊加原理。5、Pauli(泡利)原理。

2. 量子力學的基本理論是什麼

原理1：被測體系所有可能狀態由一個可分的希爾伯特空間描述。概念1：希爾伯特空間。完備的復內積空間叫做希爾伯特空間。內積是線性空間上的一個正定的、共軛對稱的、半共軛線性半線性的二元函數，它給線性空間帶來了正交，帶來了長度，也帶來了拓撲。對於無限維空間，拓撲決定了空間的結構，它可以看出一個空間是否完備，不完備的空間中存在空洞，只有填補了空洞，才有可能使得：1.存在一組正交歸

一基，使得任何態矢量都可以在基上展開。2.任何一個態矢量都一一對應著一個有界線性泛函。這就是完備性，沒有這個保證，我們無法讓任何態表示成一些基本態的疊加，我們無法認為左右矢是一一對應的。概念2：可分。有可數的稠密子集的拓撲空間叫做可分的。可數是指有限或者可以與自然數建立一一映射，雖然這個集合是無限的，但我們可以把元素一個一個排開，從第一個，第二個，第三個，無限地排下去。整數可數、有理數可數、代數數可數、實數不可數。稠密是指此集合的閉包是全空間。對於距離空間，稠密等價於，對於任意點A和任意小的距離d，我都可以在此集合中找到一個點，使它與A的距離小於d。有理數在實數中稠密，所以實數是可分的。可分的希爾伯特空間總有可數的正交歸一基，總有一個矢量，它與所有基都不正交。不可分的希爾伯特空間，有不可數個正交歸一基，但任意矢量至多與可數個基不正交。也就是說，只有可分的空間，我才敢斷言，存在一個態矢量，它在所有基上的分量都不為0！概念3：態矢量和態可分希爾伯特空間中的任何一個矢量，都叫做態矢量，而共線的態矢量描述了同一個態。|X>和k|X>是同一個態。與非0矢量|X>共線的所有矢量，叫做線性空間中的一條射線，態與射線是一一對應的。原理2：可觀測的物理量，可以由希爾伯特空間中的一個稠定自伴運算元來描述。由於右矢（希爾伯特空間中的點）與左矢（希爾伯特空間上的有界線性泛函）是一一對應的，那麼我們可以問及這么一個問題，任何一個運算元A，是否有一個運算元B使得：這個B叫做A的伴運算元，記作。其中D(B)是B的定義域。就像函數有定義域，運算元也有定義域，如果運算元的定義域是全空間的稠密子空間，這個運算元叫做稠定的。稠密的子空間中存在著全空間的基，只是由於這個子空間不是閉子空間，它有漏洞。如果我們重新定義內積：那麼A的定義域雖然依照原來的內積不是閉的，但可能對於這個新的內積是閉的，如果這樣我們稱A是閉的。如果A比A'的定義域大一點，但在A『的定義域D(A')中，A和A』相等，即它們作用於D(A')中任意矢量都有相同的結果，我們稱A『是A的部分運算元。兩個運算元相等是指它們有相同的定義域，而且對定義域中任何矢量作用後有相同的結果。對稱運算元是指它是它的伴運算元的部分運算元；自伴運算元與它的伴運算元嚴格相等。物理上的「厄米算符」雖然從文字上是指數學上的「對稱運算元」，但由於物理書都沒有太考慮運算元的定義域問題，而且強調「厄米算符」有實數觀測值，應當把物理書中的「厄米算符」理解為自伴運算元。原理3：物理量的觀測值，是它的譜點，物理量觀測值處於集合X中的概率等於<x|E(X)|x>，其中E是該物理量對應的譜族，x是系統所處的狀態對應的一個歸一化態矢量。概念1：譜運算元A的預解式定義為，使得預解式在全空間都有定義的，叫做運算元A的正則點，其他的點叫做譜點。譜包括：1.點譜，不是單射，所以它的逆不存在。2.連續譜，不是滿射，所以它有逆，但逆的定義域不是全空間，但是全空間的稠密子空間；3.剩餘譜，不是滿射，它的值域也不在全空間稠密。對自伴運算元，也就是物理量而言，剩餘譜為空集，所以只有點譜和連續譜，而且其譜集是實數集的子集。概念2：譜族譜族是一個把代數中的集合映射為希爾伯特空間中的正交投影運算元的映射。投影運算元是滿足的運算元。自伴的投影運算元叫做正交投影運算元，它是有界的，除0運算元外，其界為1。譜族滿足3個性質：1.任意可數個不相交集合滿足；2.空集的譜族等於零運算元；3.全集的譜族等於恆等運算元。注意兩個正交投影運算元之和為投影運算元，當且僅當它們之積為0運算元。概念3：自伴運算元對應的譜族數學家馮諾依曼（對就是那個後來搞計算機的那個）證明了：任何一個稠定的自伴運算元A都對應著一個唯一的譜族，使得：積分空間是運算元A的譜集。這個和被測體系的歸一化態矢量|x>構成了一個概率測度：這個概率就是當系統處於|x>狀態，物理量A的測值在X中的概率。馮諾依曼的著作《量子力學的數學原理》討論了自伴運算元的譜分解，並賦予了量子力學嚴格的數學基礎。原理4：處於|x>描述的狀態的體系，在觀測到結果之後，狀態變為。這個過程叫做量子態的坍縮。量子態坍縮，與唯心主義無關，因為觀測任何系統都必須使用物質的工具，在觀測的過程中，探測儀器不可避免地要與被測系統發生相互作用。要觀測粒子的自旋，必須外加磁場，要觀測粒子的能量和動量，必須用另一個粒子去轟擊它。觀測結果不一定是個實數，也有可能是一個實數的集合，因為觀測總是存在誤差。如果空間不是離散的，意味著我們不可能找到一個尺度，它足以分辨任意兩個點。所以測量一個粒子的位置，我們總是需要帶著誤差。這意味著位置這個物理量對應的自伴運算元，沒有點譜，只有連續譜。原理5：對系統的任何操作，可以視為對描述系統的態矢量做了一個幺正變換。物理上的幺正變換，數學上叫做酉運算元。如果運算元U能夠保持矢量的內積不變：它被稱為等距運算元，而可逆的等距運算元稱為酉運算元。酉運算元的逆等於他的伴運算元，它的逆也是酉運算元。時間演化，也是一種幺正變換：幺正性要求，無窮小生成元H，是自伴的，它自然導出薛定諤方程：原理6：交換兩個全同粒子的狀態，不改變系統的狀態。粒子置換運算元作用於全同粒子系統，結果等於乘上了一個復數因子，幺正性要求這個因子的模為1。其中復因子為1的叫做玻色子，復因子為-1的叫做費米子。目前我們只看到了這兩種粒子。也有人猜測這個因子還能為其他復數，這種粒子稱為任意子。

3. 量子力學的四個基本原理是什麼

具體說是五個，有以下所示：
1.描寫微觀體系狀態的數學量是 Hilbert 空間中的矢量，只相差一個復數因子的兩個矢量，描寫同一個物理狀態。

2.（1） 描寫微觀體系物理量（可觀測量）的是 Hilbert 空間內的 Hermitian 算符，如 A ；
（2） 物理量所能取的值 ai 是相應算符 A 的本徵值；
（3） 一個任意態 |Ψ> 總可以用 A 的歸一化本徵態展開如下：
|Ψ> = ∑iCi|ai>
而物理量 A 在 |Ψ> 出現的幾率與 |Ci|2 成正比（Born 統計解釋）。

3.一個微觀粒子在直角坐標下的位置算符 xm 與相應之正則動量算符 pm 有如下對易關系：
[xm,xn] = 0
[pm,pn] = 0
[xm,pn] = ihδmn
而不同粒子間的所有上述算符均可相互對易。

4.在 Schodinger 圖景中，微觀體系態矢量 |Ψ(t)> 隨時間變化的規律由 Schodinger 方程給出：
ih ∂
∂t|Ψ(t)> = H|Ψ(t)>
與此相對應，在 Heisenberg 圖景中，一個 Hermitian 算符 AH(t) 的運動規律由 Heisenberg 方程給出（假定AS 不顯含時間）：
d
dt AH(t) = 1
ih[ AH,H]

5.一個包含多個全同粒子的體系，在 Hilbert 空間中的態矢量對於任何一對粒子的交換是對稱的（交換前後完全不變）或反對稱（交換前後相差一個負號）。服從前者的粒子稱為玻色子（boson），服從後者的粒子稱為費米子（fermion）。

4. 量子力學的基本內容是什麼

量子力學是描述微觀世界結構、運動與變化規律的物理科學。它是20世紀人類文明發展的一個重大飛躍，量子力學的發現引發了一系列劃時代的科學發現與技術發明，對人類社會的進步做出重要貢獻。 19世紀末正當人們為經典物理取得重大成就的時候，一系列經典理論無法解釋的現象一個接一個地發現了。德國物理學家維恩通過熱輻射能譜的測量發現的熱輻射定理。德國物理學家普朗克為了解釋熱輻射能譜提出了一個大膽的假設：在熱輻射的產生與吸收過程中能量是以hV為最小單位，一份一份交換的。這個能量量子化的假設不僅強調了熱輻射能量的不連續性，而且與輻射能量和頻率無關由振幅確定的基本概念直接相矛盾，無法納入任何一個經典範疇。當時只有少數科學家認真研究這個問題。 著名科學家愛因斯坦經過認真思考，於1905年提出了光量子說。1916年美國物理學家密立根發表了光電效應實驗結果，驗證了愛因斯坦的光量子說。 愛因斯坦1913年丹麥物理學家玻爾為解決盧瑟福原子行星模型的不穩定（按經典理論，原子中電子繞原子核作圓周運動要輻射能量，導致軌道半徑縮小直到跌落進原子核，與正電荷中和），提出定態假設：原子中的電子並不像行星一樣可在任意經典力學的軌道上運轉，穩定軌道的作用量fpdq必須為h的整數倍（角動量量子化），即fpdq＝nh，n稱之為量子數。玻爾又提出原子發光過程不是經典輻射，是電子在不同的穩定軌道態之間的不連續的躍遷過程，光的頻率由軌道態之間的能量差AE＝hV確定，即頻率法則。這樣，玻爾原子理論以它簡單明晰的圖像解釋了氫原子分立光譜線，並以電子軌道態直觀地解釋了化學元素周期表，導致了72號元素鉛的發現，在隨後的短短十多年內引發了一系列的重大科學進展。這在物理學史上是空前的。 由於量子論的深刻內涵，以玻爾為代表的哥本哈根學派對此進行了深入的研究，他們對對應原理、矩陣力學、不相容原理、測不準關系、互補原理。量子力學的幾率解釋等都做出了貢獻。 1923年4月美國物理學家康普頓發表了X射線被電子散射所引起的頻率變小現象，即康普頓效應。按經典波動理論，靜止物體對波的散射不會改變頻率。而按愛因斯坦光量子說這是兩個「粒子」碰撞的結果。光量子在碰撞時不僅將能量傳遞而且也將動量傳遞給了電子，使光量子說得到了實驗的證明。 光不僅僅是電磁波，也是一種具有能量動量的粒子。1924年美籍奧地利物理學家泡利發表了「不相容原理」：原子中不能有兩個電子同時處於同一量子態。這一原理解釋了原子中電子的殼層結構。這個原理對所有實體物質的基本粒子（通常稱之為費米子，如質子、中子、誇克等）都適用，構成了量子統計力學———費米統計的基點。為解釋光譜線的精細結構與反常塞曼效應，泡利建議對於原於中的電子軌道態，除了已有的與經典力學量（能量、角動量及其分量）對應的三個量子數之外應引進第四個量子數。這個量子數後來稱為「自旋」，是表述基本粒子一種內在性質的物理量。 1924年，法國物理學家德布羅意提出了表達波粒二象性的愛因斯坦———德布羅意關系：E＝hV，p＝h／入，將表徵粒子性的物理量能量、動量與表徵波性的頻率、波長通過一個常數h相等。 1925年，德國物理學家海森伯和玻爾，建立了量子理論第一個數學描述———矩陣力學。1926年，奧地利科學家提出了描述物質波連續時空演化的偏微分方程———薛定諤方程，給出了量子論的另一個數學描述——波動力學。1948年,費曼創立了量子力學的路徑積分形式。 量子力學在低速、微觀的現象范圍內具有普遍適用的意義。它是現代物理學基礎之一，在現代科學技術中的表面物理、半導體物理、凝聚態物理、粒子物理、低溫超導物理、量子化學以及分子生物學等學科的發展中，都有重要的理論意義。量子力學的產生和發展標志著人類認識自然實現了從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍。量子力學與經典力學的一個主要區別，在於測量過程在理論中的地位。在經典力學中，一個物理系統的位置和動量，可以無限精確地被確定和被預言。至少在理論上，測量對這個系統本身，並沒有任何影響，並可以無限精確地進行。在量子力學中，測量過程本身對系統造成影響。 要描寫一個可觀察量的測量，需要將一個系統的狀態，線性分解為該可觀察量的一組本徵態的線性組合。測量過程可以看作是在這些本徵態上的一個投影，測量結果是對應於被投影的本徵態的本徵值。假如，對這個系統的無限多個拷貝，每一個拷貝都進行一次測量的話，我們可以獲得所有可能的測量值的機率分布，每個值的機率等於對應的本徵態的系數的絕對值平方。 由此可見，對於兩個不同的物理量A和B的測量順序，可能直接影響其測量結果。事實上，不相容可觀察量就是這樣的，即 。 不確定性原理 最著名的不相容可觀察量，是一個粒子的位置x和動量p。它們的不確定性Δx和Δp的乘積，大於或等於普朗克常數的一半： 海森堡由此得出結論，認為不確定性是由於測量過程的限制導致的，至於粒子的特性是否真的不確定還未知。玻爾則將不確定性看作是物理系統的一個原理。今天的物理學見解基本上接受了玻爾的解釋。不過，在今天的理論中，不確定性不是單一粒子的屬性，而是一個系綜相同的粒子的屬性。這可以視為一個統計問題。不確定性是整個系綜的不確定性。也就是說，對於整個系綜來說，其總的位置的不確定性Δx和總的動量的不確定性Δp，不能小於一個特定的值：這個公式被稱為不確定性原理。它是由海森堡首先提出的。不確定的原因是位置和動量的測量順序，直接影響到其測量值，也就是說其測量順序的交換，直接會影響其測量值。 機率 通過將一個狀態分解為可觀察量本徵態 的線性組合，可以得到狀態在每一個本徵態的機率幅ci。這機率幅的絕對值平方|ci|2就是測量到該本徵值ni的概率，這也是該系統處於本徵態 的概率。ci可以通過將 投影到各本徵態 上計算出來： 因此，對於一個系綜的完全相同系統的某一可觀察量，進行同樣地測量，一般獲得的結果是不同的；除非，該系統已經處於該可觀察量的本徵態上了。通過對系綜內，每一個同一狀態的系統，進行同樣的測量，可以獲得測量值ni的統計分布。所有試驗，都面臨著這個測量值與量子力學的統計計算的問題。同樣粒子的不可區分性和泡利原理 由於從原則上，無法徹底確定一個量子物理系統的狀態，因此在量子力學中內在特性（比如質量、電荷等）完全相同的粒子之間的區分，失去了其意義。在經典力學中，每個粒子的位置和動量，全部是完全可知的，它們的軌跡可以被預言。通過一個測量，可以確定每一個粒子。在量子力學中，每個粒子的位置和動量是由波函數表達，因此，當幾個粒子的波函數互相重疊時，給每個粒子「掛上一個標簽」的做法失去了其意義。 這個相同粒子(identicalparticles)的不可區分性，對狀態的對稱性，以及多粒子系統的統計力學，有深遠的影響。比如說，一個由相同粒子組成的多粒子系統的狀態，在交換兩個粒子「1」和粒子「2」時，我們可以證明，不是對稱的 ，就是反對稱的 。對稱狀態的粒子被稱為玻色子，反對稱狀態的粒子被稱為費米子。此外自旋的對換也形成對稱：自旋為半數的粒子（如電子、質子和中子）是反對稱的，因此是費米子；自旋為整數的粒子（如光子）是對稱的，因此是玻色子。這個深奧的粒子的自旋、對稱和統計學之間關系，只有通過相對論量子場論才能導出，但它也影響到了非相對論量子力學中的現象。費米子的反對稱性的一個結果是泡利不相容原理，即兩個費米子無法佔據同一狀態。這個原理擁有極大的實用意義。它表示在我們的由原子組成的物質世界裡，電子無法同時占據同一狀態，因此在最低狀態被占據後，下一個電子必須占據次低的狀態，直到所有的狀態均被滿足為止。這個現象決定了物質的物理和化學特性。 費米子與玻色子的狀態的熱分布也相差很大：玻色子遵循玻色-愛因斯坦統計，而費米子則遵循費米-狄拉克統計。 量子糾纏 往往一個由多個粒子組成的系統的狀態，無法被分離為其組成的單個粒子的狀態，在這種情況下，單個粒子的狀態被稱為是糾纏的。糾纏的粒子有驚人的特性，這些特性違背一般的直覺。比如說，對一個粒子的測量，可以導致整個系統的波包立刻塌縮，因此也影響到另一個、遙遠的、與被測量的粒子糾纏的粒子。這個現象並不違背狹義相對論，因為在量子力學的層面上，在測量粒子前，你不能定義它們，實際上它們仍是一個整體。不過在測量它們之後，它們就會脫離量子糾纏這狀態。 量子脫散 </B>作為一個基本理論，量子力學原則上，應該適用於任何大小的物理系統，也就是說不僅限於微觀系統，那麼，它應該提供一個過渡到宏觀「經典」物理的方法。量子現象的存在提出了一個問題，即怎樣從量子力學的觀點，解釋宏觀系統的經典現象。尤其無法直接看出的是，量子力學中的疊加狀態，如何應用到宏觀世界上來。1954年，愛因斯坦在給馬克斯·波恩的信中，就提出了怎樣從量子力學的角度，來解釋宏觀物體的定位的問題，他指出僅僅量子力學現象太「小」無法解釋這個問題。 這個問題的另一個例子是由薛定諤提出的薛定諤的貓的思想實驗。 直到1970年左右，人們才開始真正領會到，上述的思想實驗，實際上並不實際，因為它們忽略了不可避免的與周圍環境的相互作用。事實證明，疊加狀態非常容易受周圍環境的影響。比如說，在雙縫實驗中，電子或光子與空氣分子的碰撞或者發射輻射，就可以影響到對形成衍射非常關鍵的各個狀態 之間的相位的關系。在量子力學中這個現象，被稱為量子脫散。它是由系統狀態與周圍環境影響的相互作用導致的。這個相互作用可以表達為每個系統狀態與環境狀態 的糾纏。其結果是只有在考慮整個系統時（即實驗系統+環境系統）疊加才有效，而假如孤立地只考慮實驗系統的系統狀態的話，那麼就只剩下這個系統的「經典」分布了。量子脫散是今天量子力學解釋宏觀量子系統的經典性質的主要方式。 對於量子計算機來說，量子脫散也有實際意義。在一台量子計算機中，需要多個量子狀態盡可能地長時間保持疊加。脫散時間短是一個非常大的技術問題。 應用 在許多現代技術裝備中，量子物理學的效應起了重要的作用。從激光、電子顯微鏡、原子鍾到核磁共振的醫學圖像顯示裝置，都關鍵地依靠了量子力學的原理和效應。對半導體的研究導致了二極體和三極體的發明，最後為現代的電子工業鋪平了道路。在核武器的發明過程中，量子力學的概念也起了一個關鍵的作用。 在上述這些發明創造中，量子力學的概念和數學描述，往往很少直接起了一個作用，而是固體物理學、化學、材料科學或者核物理學的概念和規則，起了主要作用，但是，在所有這些學科中，量子力學均是其基礎，這些學科的基本理論，全部是建立在量子力學之上的。 以下僅能列舉出一些最顯著的量子力學的應用，而且，這些列出的例子，肯定也非常不完全。實際上，在現代的技術中，量子力學無處不在。 原子物理和化學 任何物質的化學特性，均是由其原子和分子的電子結構所決定的。通過解析包括了所有相關的原子核和電子的多粒子薛定諤方程，可以計算出該原子或分子的電子結構。在實踐中，人們認識到，要計算這樣的方程實在太復雜，而且在許多情況下，只要使用簡化的模型和規則，就足以確定物質的化學特性了。在建立這樣的簡化的模型中，量子力學起了一個非常重要的作用。 一個在化學中非常常用的模型是原子軌道。在這個模型中，分子的電子的多粒子狀態，通過將每個原子的電子單粒子狀態加到一起形成。這個模型包含著許多不同的近似（比如忽略電子之間的排斥力、電子運動與原子核運動脫離等等），但是它可以近似地、准確地描寫原子的能級。除比較簡單的計算過程外，這個模型還可以直覺地給出電子排布以及軌道的圖像描述。 通過原子軌道，人們可以使用非常簡單的原則（洪德定則）來區分電子排布。化學穩定性的規則（八隅律、幻數）也很容易從這個量子力學模型中推導出來。 通過將數個原子軌道加在一起，可以將這個模型擴展為分子軌道。由於分子一般不是球對稱的，因此這個計算要比原子軌道要復雜得多。理論化學中的分支，量子化學和計算機化學，專門使用近似的薛定諤方程，來計算復雜的分子的結構及其化學特性的學科。 原子核物理學 原子核物理學是研究原子核性質的物理學分支。它主要有三大領域：研究各類次原子粒子與它們之間的關系、分類與分析原子核的結構、帶動相應的核子技術進展。 固體物理學 為什麼金剛石硬、脆和透明，而同樣由碳組成的石墨卻軟而不透明？為什麼金屬導熱、導電，有金屬光澤？發光二極體、二極體和三極體的工作原理是什麼？鐵為什麼有鐵磁性？超導的原理是什麼？ 以上這些例子，可以使人想像出固體物理有多麼多樣性。事實上，凝聚態物理學是物理學中最大的分支，而所有凝聚態物理學中的現象，從微觀角度上，都只有通過量子力學，才能正確地被解釋。使用經典物理，頂多隻能從表面上和現象上，提出一部分的解釋。 量子力學(Quantum Mechanics)是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，而且在化學等有關學科和許多近代技術中也得到了廣泛的應用。 謝謝採納把 我還有很多這方面的word，有時間發你QQ郵箱把 新年快樂

5. 量子力學的學術論戰有那些學派各自觀點是什麼當前主流觀點是什麼

哥本哈根學派對量子力學的解釋

哥布哈根學派是20世紀20年代初期形成的，為首的是丹麥著名物理學家尼爾斯*玻爾，玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等是這個學派的主要成員．它的發源地是玻爾創立的哥本哈根理論物理研究所．哥本哈根學派對量子力學的創立和發展作出了傑出貢獻，並且它對量子力學的解釋被稱為量子力學的「正統解釋」．玻爾本人不僅對早期量子論的發展起過重大作用，而且他的認識論和方法論對量子力學的創建起了推動和指導作用，他提出的著名的「互補原理」是哥本哈根學派的重要支柱．玻爾領導的哥本哈根理論物理研究所成了量子理論研究中心，由此該學派成為當時世界上力量最雄厚的物理學派．
哥本哈根學派的解釋在定量方面首先表述為海森伯的不確定關系．這類由作用量量子h表述的數學關系，在1927年9月玻爾提出的互補原理中從哲學得到了概括和總結，用來解釋量子現象的基本特徵——波粒二象性．所謂互補原理也就是波動性和粒子性的互相補充．
該學派提出的量子躍遷語言和不確定性原理(即測不準關系)及其在哲學意義上的擴展(互補原理)在物理學界得到普遍的採用．因此，哥本哈根學派對量子力學的物理解釋以及哲學觀點，理所當然是諸多學派的主體，是正統的、主要的解釋．
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量子力學的隨機解釋

隨機解釋認為，通過研究薛定諤方程與費曼積分、馬爾科夫過程之間的聯系，認為應把量子力學解釋為一種經典的概率理論或統計過程理論．這些過程是隨機的，例如，用布朗運動理論解釋不確定關系．
最早對量子理論作隨機解釋的薛定諤和隨後的玻普通過對隨機過程的研究認為，波粒二象性的矛盾是由於波被看作是一種獨立的實在，如果波被看作是粒子系綜的集體特性，例如聲波那樣，就不存在矛盾了．後來，他們藉助量子場中的產生和湮沒過程，建立起一種推廣了的統計力學，由此推出量子力學的規律．他們進一步認為波函數只是表示時空中事件出現的次序．由於基本事件按其本性來講是分立地產生和消失的，所以這些次序的規律具有統計的性質．隨著統計電動力學的發展，發現經典隨機體系與量子力學體系之間具有很大的類似性．
薛定諤還認為，只能把「客觀實在性」歸屬於波而不歸屬於粒子，並且不準備把波僅僅解釋為「概率波」．因而他認為，只有位形空間中的波是通常解釋中的概率波，而三維物質波或輻射波都不是概率波，但卻有連續的能量和動量密度，就象麥克斯韋理論中的電磁場一樣．薛定諤因此正確地強調指出，在這一點上，可以設想這些過程是比它們通常的情況更為連續．在通常的量子論解釋中，它包含在從可能到現實的轉變中．

愛因斯坦與玻爾關於量子力學解釋的大論戰

愛因斯坦與玻爾關於量子力學解釋的不同觀點之間的大論戰是量子力學創建和發展過程中最具有代表性意義的一場爭論，因而本文特作比較深入完整的闡述和分析．
玻爾1918年提出對應原理，認為量子理論能以一定的方式同經典理論一致起來．即認為原子保持量子狀態的特性和穩定性有一定限度．只有當外來干擾的強度不足以把原子激發到較高量子狀態時，原子才顯現量子特徵．如果在非常強烈的干擾下，那麼量子效應的特性將完全消失，原子也就帶有古典性質．海森伯正是按這一原理和可觀察量是物理理論基礎創立了矩陣力學．波動力學也是通過量子和經典的對應性建立起來的．1927年海森伯提出「不確定關系」後，玻爾接著於同年9月在義大利科摩城召開的紀念伏打逝世100周年國際物理學會議上發表了題為《量子公設和原子理論的晚近發展》的演講，提出了著名的「互補原理」，引起學術界很大震動．互補原理認為：微粒和波的概念是互相補充的，同時又是互相矛盾的，它們是運動過程中的互補圖像．玻爾特別指出，觀察微觀現象的特殊性，由於微觀客體中最小作用量子h要起重要作用，因此微觀客體和測量儀器之間的相互作用是不能忽略的．這種相互作用在原則上是不可控制的，是量子現象不可分割的組成部分．這種不可控制的相互作用的數學表示是「不確定關系」．這決定了量子力學的規律只能是概率性的．為了描述微觀客體，必須拋棄決定性的因果性原理．量子力學精確地描寫了單個粒子體系狀態，它是完備的．玻爾特別強調微觀客體的行為有賴於觀測條件．他認為一個物理量或特徵，不是本身即存在，而是由我們作觀測或度量時才有意義．哥本哈根學派寫了大量文章，宣傳互補原理，提出了客觀不可分的觀點．他們還將互補原理推廣到生物學、心理學，甚至社會歷史各個領域，認為互補原理是一切科學研究的指導思想．
1927年10月24日至29日在布魯塞爾召開了第五屆索爾威會議，玻爾在會上又一次闡述了他的互補原理．量子力學的哥本哈根解釋為眾多的物理學家所接受，成為量子力學的正統解釋．但是在會上，互補原理卻遭到了愛因斯坦、薛定諤等人的強烈反對，開始了物理學史上前所未有的長達幾十年之久的愛因斯坦-玻爾大論戰．
實際上，愛因斯坦和玻爾的論戰從1920年4月就已經開始了．當時，玻爾到愛因斯坦所在的德國柏林訪問，第一次與愛因斯坦會面．他們兩人就量子理論的發展交換了意見，談話的主題是關於光的波粒二象性的認識問題．乍看起來，這次爭論好象是愛因斯坦主張，完備的光理論必須以某種方式將波動性和粒子性結合起來，而玻爾卻固守光的經典波動理論，否認光子理論基本方程的有效性．然而，仔細分析就會發現玻爾強調需要同經典力學的觀念作徹底的決裂，而愛因斯坦則雖贊成光的波粒二象性，但卻堅信波和粒子這兩個側面可以因果性地相互聯系起來．
愛因斯坦堅決反對量子力學的概率解釋，不贊成拋棄因果性和決定性的概念．他堅信基本理論不應當是統計性的．他說，「上帝是不會擲骰子的．」他認為在概率解釋的後面應當有更深一層的關系，把場作為物理學更基本的概念，而把粒子歸結為場的奇異點，他還試圖把量子理論納入一個基於因果性原理和連續性原理的統一場論中去，因此他在第五屆索爾威會議上支持德布羅意的導波理論，並且在發言中強調量子力學不能描寫單個體系的狀態，只能描寫許多全同體系的一個系綜的行為，因而是不完備的理論．
由此可見,
量子力學的發展是個充滿爭吵的發展.主要有哥本哈根\玻爾\愛因斯坦 3個學派的爭論

6. 量子力學研究的方法是什麼

量子力學是用波函數描寫微觀粒子的運動狀態，以薛定諤方程確定波函數的變化規律，並用算符或矩陣方法對各物理量進行計算。因此量子力學在早期也稱為波動力學或矩陣力學。量子力學的規律用於宏觀物體或質量和能量相當大的粒子時，也能得出經典力學的結論。在解決原子核和基本粒子的某些問題時，量子力學必須與狹義相對論結合起來（相對論量子力學），並由此逐步建立了現代的量子場論。

7. 關於量子力學

量子物理學是關於自然界的最基本的理論，人類在20世紀20年代發現了它，然而至今卻仍然無法理解這個理論的真諦。大多數人根本沒聽說過量子，而初學者無不感到困惑不解，實際上，所有20世紀最偉大的科學家都沒有真正理解它，並一直為之爭論不休。然而，越困難、越具有挑戰性的問題就越讓人類的好奇心無法割捨，人類志在理解自然的本性，並最終理解自己。
今天，對於每一個仍然對自然充滿好奇的現代人來說，不理解量子，就無法理解我們身邊的世界，就不能真正成為一個有理性的、思想健全的人。同時，讓我們所有人感到幸運的是，現在想真正理解神秘的量子卻是一件容易的事情，這會讓那些逝去的偉人們感到羨慕和由衷的欣慰。
發現量子

人們將量子的發現稱為人類科學和思想領域中的一場偉大的革命，因為它會讓所有第一次試圖接近她的人感到從未有過的心靈震撼。現代人所缺少的正是這種真正的心靈震撼，他們太沉迷於感性的快樂，而忽視了理性的清新魅力。

1900年，普朗克在對熱輻射的研究中第一個窺見了量子。這一年的12月14日，普朗克在德國物理學會會議上宣布了他的偉大發現---能量量子化假說，根據這一假說，在光波的發射和吸收過程中，發射體和吸收體的能量變化是不連續的，能量值只能取某個最小能量元的整數倍，這一最小能量元被稱為「能量子」。普朗克的能量子概念第一次向人們揭示了微觀自然過程的非連續本性，或量子本性。

1905年，愛因斯坦提出了光量子假說，進一步發展了量子概念。愛因斯坦認為，能量子概念不只是在光波的發射和吸收時才有意義，光波本身就是由一個個不連續的、不可分割的能量量子所組成的。利用這一假說，愛因斯坦成功地解釋了光電效應等實驗現象。光量子概念首次揭示了光的量子特性或波粒二象性，即光不僅具有波動性，同時也具有粒子性。

繼普朗克和愛因斯坦之後，玻爾進一步發現了原子系統的量子特性。1913年，玻爾把量子概念成功地應用於氫原子系統，並根據盧瑟福的核型原子模型創立了玻爾原子理論。這一理論指出，原子中的電子只能存在於具有分立能量的定態上，並且電子在不同能量定態之間的躍遷是本質上非連續的。

1924年，在愛因斯坦光量子概念的啟發下，德布羅意提出了物質波假說，最終將光所具有的波粒二象性賦予了所有物質粒子，從而指出了自然界中的所有物質都具有波粒二象性，或量子特性。德布羅意的物質波概念為人們發現量子的規律提供了最重要的理論基礎。

最初的理論

終於在1925-26年間，定量描述物質量子特性的最初理論---量子力學誕生了，並且是以兩種不同的面孔---矩陣力學和波動力學接連出現的。1925年7月，海森伯在玻爾原子理論的基礎上，發現了將物理量（如位置、動量等）及其運算以一種新的形式和規則表述時，物質的量子特性，如原子譜線的頻率和強度可以被一致地說明，這是關於量子規律的一種奇妙想法。之後，玻恩和約丹進一步在數學上嚴格地表述了海森伯的思想，他們指出了海森伯所發現的用於表述物理量的新形式正是數學中的矩陣，而物理量之間的運算就是矩陣之間的運算。同時，玻恩和約丹還發現了用於表達粒子位置和動量的矩陣之間滿足一個普遍的不對易關系，即[p,q]=ih。基於這一表達量子本性的對易關系，玻恩、約丹和海森伯終於建立了一個全新的量子理論體系---矩陣力學，這一理論只涉及測量結果，而並不涉及原子系統的量子狀態和測量過程。

在矩陣力學建立的同時，另一種基於德布羅意物質波概念的新力學正在孕育。1925年末，在愛因斯坦的建議下，薛定諤仔細研究了德布羅意的論文，並產生了物質波需要一個演化方程的想法。1926年初，經過反復嘗試和努力之後，薛定諤終於發現了物質波的非相對論演化方程，即今天人們熟知的薛定諤方程。薛定諤方程的發現標志了量子力學的另一種形式體系---波動力學的建立。

波動力學為物質的量子表現提供了進一步的直觀圖像（即波函數）說明，同時，在波動力學中，位置與動量之間的對易關系成為了波動方程的一個自然結果，而不是如矩陣力學那樣，只能假設它的存在。在此意義上，波動力學優於矩陣力學。

1926年下旬，看上去非常不同的矩陣力學和波動力學很快被證明在數學上是等價的。薛定諤首先證明了波動力學與矩陣力學的等價性，之後，狄拉克進一步通過變換理論把矩陣力學和波動力學統一起來。至此，量子力學的理論體系被創建完成。

從此，人類開始進入量子時代。越來越多的人投入到量子力學的應用研究中，基於量子規律的新技術也不斷涌現，這些量子技術深深地改變了人類的生活，其中最引人注目的成就就是激光技術和電子計算機的出現。

反對者們

人類完全有理由為這些輝煌的量子成就而驕傲，然而在這些成就背後卻隱藏著一個令人不安的事實，那就是我們至今仍然不理解量子，而其根源在於量子力學並不完善。

1926年，玻恩在量子力學建立後不久即提出了量子力學的幾率波解釋，之後這一解釋又進一步為海森伯的不確定關系和玻爾的互補性原理所補充，它們共同形成了量子力學的正統解釋。在1927年的第五屆索爾維會議之後，這一解釋漸漸為更多的物理學家所接受。

然而，反對者們依然存在，其中主要包括量子力學的奠基者和創立者---愛因斯坦和薛定諤，他們分別以EPR悖論和薛定諤貓來對量子力學的正統解釋進行反駁。20世紀50年代，當新一代物理學家們成長起來之後，正統解釋開始受到越來越多的懷疑和攻擊，並且人們也開始尋求對量子的新的理解。玻姆的隱變數解釋和埃弗雷特的多世界解釋就是其中最有生命力的兩種解釋，它們至今仍為很多物理學家所信奉和討論。

不相容危機

愛因斯坦最早注意到量子力學與相對論的不相容性。在1927年的第五屆索爾維會議上，愛因斯坦對剛剛建立的量子力學理論表示了不滿，他在反對意見中指出，如果量子力學是描述單次微觀物理過程的理論，則量子力學將違反相對論。1935年，在論證量子力學不完備性的EPR文章中，愛因斯坦再一次揭示了量子力學的完備性同相對論的定域性假設之間存在矛盾。在愛因斯坦看來，相對論無疑是正確的，而量子力學由於違反相對論必然是不正確的，或者至少是不完備的。

1964年，在愛因斯坦的EPR論證的基礎上，貝爾提出了著名的貝爾不等式，這一不等式進一步顯示了相對論所要求的定域性與量子力學之間的深刻矛盾，並提供了利用實驗來進行判決的可能性。根據貝爾的分析，如果量子力學是正確的，它必定是非定域的。利用貝爾不等式，人們進行了大量實驗來檢驗量子力學的正確性，其中最有說服力的是阿斯派克特等人於1982年所做的實驗，他們的實驗結果證實了量子力學的預言，並顯示了量子非定域性的客觀存在。

盡管量子非定域性的存在已經為實驗所證實，然而，量子力學與相對論的不相容問題至今仍然沒有得到滿意的解決。根本原因在於，一方面，量子力學的理論基礎仍沒有堅實地建立起來，另一方面，量子力學所蘊含的非定域性又暗示了相對論的普適性將同樣受到懷疑。

鬆散的基礎

費因曼於60年代曾經說過，沒有人理解量子力學。今天，情形依然如舊。即使量子力學已出現並被廣泛應用近四分之三個世紀，即使它的大多數創立者已樂觀地認為它是一個完善的理論，即使今天量子理論的正統解釋已為人們普遍接受，但事實仍然是：量子力學甚至還不能稱為一種理論。

首先，量子力學沒有解決理論所描述的物理對象問題，人們對於理論中所出現的波函數還沒有找到一個滿意的物理解釋，甚至不清楚波函數究竟是描述什麼的。人們放棄了經典運動圖像，卻沒有給出微觀粒子真實的客觀運動圖像。

其次，量子力學本身沒有解決測量問題，它沒有描述理論與經驗的連接紐帶---測量過程，人們至今還不清楚波函數的測量投影過程是客觀的還是主觀的，亦或是一種虛幻。在量子力學中，測量過程被簡單地當作是一種瞬時的、非連續的波函數投影過程，然而對於這一過程為何發生及如何發生它卻說不清楚，因此，目前的量子理論對測量過程的描述是不完備的。另一方面，一旦將測量投影過程解釋為一種客觀的物理過程，它的存在將明顯與相對論不相容，這導致了人們一直在投影過程的客觀性和相對論的有效性之間搖擺不定，從而在很大程度上阻礙了對量子測量問題的解決，並進而阻礙了人們對波函數的物理含義的探求。

目前，越來越多的物理學家已認識到量子測量問題是目前量子理論中最重要，也是最棘手的物理問題，它的最終解決將不僅使現有量子理論更加完善，同時也將為量子理論與相對論的結合鋪平道路。

引力也來「搗亂」

量子理論與引力的結合，即量子引力理論同樣遇到了前所未有的困難。困難的根源來自於這兩個理論的概念體系之間存在著固有的不相容性，這種不相容性更加基本，也更加深刻，它可能危及整個理論大廈。

一方面，根據量子理論，粒子波函數的一致定義需要預先給定的確定的時空結構，另一方面，根據目前的引力理論---廣義相對論，時空結構將由粒子的波函數動態地決定，而粒子波函數所決定的時空結構一般卻是不確定的。量子理論與廣義相對論的這種不相容性暗示了量子理論中滿足線性疊加定律的粒子波函數可能本質上已無法嚴格定義，於是量子理論中波函數的線性演化規律也將失效。這一結論的一個直接後果是，它將為波函數投影過程的存在提供一個自然的客觀解釋，從而可徹底解決量子測量問題，因此量子理論本身所存在的問題似乎需要廣義相對論的幫助才能最終得以解決。

另一方面，量子理論也將對廣義相對論所依賴的連續時空觀念產生根本影響。人們已經證明，量子理論和廣義相對論的適當結合將導致實驗上所能測量到的最小的時間尺度和空間尺度不再是任意小，而是有限的普朗克時間和普朗克長度；同時，量子引力理論中惱人的時間問題也從理論上暗示了時間的連續性假設是不適當的。因此可以預計，只有放棄時空的連續性假設，我們才能從根本上解決量子理論與廣義相對論的相容性問題，進而為量子引力理論提供一個一致的理論框架，而這無疑將再一次大大加深我們對時間、空間和運動的理解。

混亂的現狀

人們關於量子力學看法的不一致可以通過下述事實最明顯地說明，即量子理論的兩位奠基人---愛因斯坦和玻爾竟為此進行了長達近30年的爭論，並且最終也沒有獲得一致的意見。對於量子理論，誰還能比他們更有發言權呢？在這兩位科學巨人離開我們近半個世紀後的今天，情況變得更糟，新的看法和解釋不斷涌現，不同的物理學家對量子理論幾乎都持有不同的看法。

1997年8月，在UMBC（馬里蘭大學）舉行的量子力學討論會上，物理學家們對他們最喜歡的量子力學解釋進行了投票表決，下表是投票結果：

量子力學的解釋
投票數

哥本哈根解釋 13
多世界解釋 8
隱變數解釋 4
一致歷史 4
修正的量子動力學（GRM/DRM） 1
其他解釋（包括未決定者） 18

圖1 量子力學解釋排名

實際上，更多的物理學家是實用型的，他們只專注於量子理論的應用，而根本不顧及它的基礎是否堅實可靠。

撥開迷霧

如果你覺得量子力學難以理解甚至不可理喻，這並不奇怪，因為你生活在經典世界中，你看到的和經歷的都是經典物體和它們的連續運動，並且從一開始你所受的科學教育也都是牛頓的經典力學。然而，這一切對於量子世界中的粒子和運動都已不再適用，每個人都會有一種腳下的地面突然被抽去的感覺。是的，你正在進入一個完全陌生的世界，通常的感覺和經驗不再能幫助你，你需要利用理性的光輝來照亮前進的道路。不必擔心，跟隨我們，保持開放的思維，並樂於去理解，你會漸漸認識這個新的量子世界，並真正窺見它的神秘和美麗。

這里我們從一個最典型的例子---雙縫實驗講起，這個例子「包含了量子力學的唯一神秘」（費因曼語）。通過這個例子，我們將讓你最終熟悉並理解自然最神秘的量子本性。

自20世紀20年代量子力學建立以來，關於微觀粒子（如電子，光子等）是如何通過雙縫的問題一直未被真正客觀地解決。盡管正統觀點認為它已給出了滿意的答案，但由於答案中並未給出粒子通過雙縫的客觀運動圖像，實際上，這一圖像的存在已為正統觀點所否定，因此喜歡客觀實在性觀念的人們一直在問：「但是，粒子究竟是如何通過雙縫的呢？」。

圖1 雙縫實驗示意圖

上圖是雙縫實驗的示意圖。我們以光子為例來討論，假設單個光子可以相繼從光源S發出，然後通過光闌A的兩條狹縫到達光敏屏B。這樣，當有大量光子到達光敏屏後將形成雙縫干涉圖樣，在干涉峰處光子到達的數目最多。

首先，我們看一看利用連續運動圖像是否可以解釋光子通過雙縫所形成的干涉圖樣。根據粒子的連續運動圖像，在雙縫實驗中光子每次只能穿過兩條狹縫中的一條，並且不受另一條狹縫的影響。於是很顯然，雙縫干涉圖樣應該和分別打開每條縫時所產生的單縫干涉圖樣的混合圖樣一致，因為雙縫實驗中每次單個光子通過的情形將同樣出現在單縫實驗中。但是，至今關於光子的雙縫實驗都否定了這個結論，這兩種情況下所產生的干涉圖樣並不一樣，這就是利用連續運動來理解雙縫實驗所導致的困惑。實際上，我們可以通過下述事實更容易地看出困惑所在，即當一條狹縫關閉時，光子會到達屏上的某一位置，然而當這條狹縫打開時，它將阻止並不通過這條狹縫的光子到達屏上的上述位置。

我們沒有出路，只有放棄粒子的連續運動圖像。量子力學的正統解釋也同樣放棄了這一圖像，然而它卻同時放棄了所有可能的粒子運動圖像，並證明這種放棄竟是理論的必然。於是，正統解釋不僅沒有給出粒子通過雙縫的客觀運動圖像，並且還驚人地宣稱這不是它的無能，而是因為這一圖像根本就不存在。下面我們看一看正統解釋是如何「瞞天過海」的，又是在哪裡「露出馬腳」的。

正統解釋首先隱含地假定了連續運動是唯一可以存在的客觀運動形式，然後它通過類似於上面的論證證明了連續運動無法解釋量子力學所預測的雙縫干涉圖樣。於是，正統解釋拋棄了連續運動這一可能的客觀運動形式，而由於連續運動的唯一性，正統解釋便得到下述結論：不存在客觀的運動形式，或者說，不存在獨立於觀察的客觀實在，當你談論微觀粒子的某種性質時，你必須測量這種性質。進一步地，正統解釋在測量的意義上解釋了雙縫實驗的怪異，並認為這是唯一可能的客觀解釋。這一解釋可簡單敘述如下：如果想知道光子如何通過雙縫形成雙縫干涉圖樣，你就必須利用位置測量直接觀察光子究竟通過哪條狹縫，而根據量子力學，這一位置測量無疑將破壞掉雙縫干涉圖樣，因此在雙縫干涉圖樣不被破壞的前提下，我們無法測定光子究竟通過哪條狹縫，從而也就無法知道光子如何通過雙縫形成雙縫干涉圖樣。於是正統解釋認為，光子通過雙縫的客觀運動圖像在本質上是不存在的。

正統解釋的上述論證看似天衣無縫，的確，它幾乎欺瞞了20世紀的所有偉大人物，然而，上述證明中卻存在兩個致命的缺陷。其一是正統解釋隱含地假設了連續運動是唯一可以存在的客觀運動形式，但並未給出充分的證明或說明。實際上，這一隱含的假設從沒有人認真懷疑過，甚至可以說，從沒有人指出它是一個假設，因為幾乎所有人，包括反對正統解釋的人們，如愛因斯坦，都如此深信它，並認為它的正確性是顯然的。然而，它卻是根深蒂固的偏見，它被成功的經驗和偉人的教誨喂養長大，但最後它卻禁錮了人們的思想，並試圖去抹煞經驗背後的實在。的確，導致人們深信上述假設的原因有很多，其中來自經驗和歷史的原因可能起了決定性的作用，但人們很少去考慮這一假設自身的合理性，也從沒認真想過還存在其它可能的、甚至是更為基本的運動形式，即使他們面對量子力學不得不拋棄連續運動時也依然如此。人們為什麼如此篤信呢？一個有趣的原因可能是，在量子力學出現以前，人們沒有必要懷疑這一假設，而在量子力學出現以後，正統解釋又禁止了人們去懷疑這一假設。

上述證明中的第二個缺陷是一個技術性缺陷，即在測量上它只考慮（利用位置測量）去觀察光子究竟通過哪條狹縫。這一缺陷實際上由第一個缺陷所導致，因為在正統解釋對雙縫實驗進行測量意義上的解釋時，它仍假設客觀運動形式，如果存在，只能是連續運動。因此，正統解釋只考察了利用位置測量去觀察光子究竟通過哪條狹縫，而絲毫沒有想過光子的客觀運動形式可以是不同於連續運動的其它形式，從而可能以某種方式「同時」通過兩條狹縫，而我們的測量也必須設計得可以適應這種運動形式。於是，正統解釋始終執拗地在某條縫處進行位置測量，殊不知這正中了量子力學的計謀，它因此可以輕易地用測量投影過程來對付正統解釋的這種測量探求，並成功地隱藏了量子的真實面目。根據量子力學，這種測量將破壞光子的真實運動狀態，並導致光子投影到單條縫處，從而不僅破壞了雙縫干涉圖樣，同時也無法使我們看到光子真實的客觀運動形式。可以看出，正統解釋論證中的第一個缺陷從根本上阻礙了人們提出不同於連續運動的客觀運動形式，而第二個缺陷則進一步阻礙了人們發現這種運動的具體形式。

一旦意識到正統解釋的上述技術性缺陷，我們就可以嘗試採用新的測量方式，它可以對付光子以某種方式「同時」通過兩條狹縫的可能情況，並且不引發量子力學的投影過程，從而可以幫助我們窺見量子的真實面目。實際上，人們已經發現了這種測量方式，它就是由阿哈朗諾夫等人於1993年所提出的保護性測量。由於在雙縫實驗中我們預先知道光子的量子態，從而原則上可以採取相應的保護性措施，使我們既可以測量出光子真實的量子態或客觀運動狀態，又可以不破壞光子的量子態，從而也不破壞雙縫干涉圖樣。因此，我們利用保護性測量就可以在不破壞雙縫干涉圖樣的前提下，發現光子真實的客觀運動形式。

非連續的運動

雙縫實驗清晰地告訴我們，微觀粒子的運動是非連續的，非連續運動是自然留給我們的唯一選擇。下面我們將給出光子通過雙縫的量子運動圖像，但是在此之前，我們還必須再驅除人們思想中所固有的關於「同時」的偏見，因為它也一直在阻止人們去發現光子通過雙縫的客觀運動圖像。

我們要指出，一直被認為是正確的粒子不能同時通過雙縫的結論是經不起深究的，人們對此結論中「同時」的理解只是局限在「同一時刻」這個框架內，並且將粒子不能於同一時刻處於兩個不同的空間位置這一看法等效於不存在半個微觀粒子這一正確事實，從而否證了連續運動之外的其他運動形式的存在，這最終導致了沒有量子的正統量子觀點。實際上，我們應該拋棄關於「同時」的狹隘理解，由於雙縫的縫長是有限的，而不是零，雙縫論證中的「同時」應指極短的有限時隙，而不是同一時刻。

現在，我們終於可以發現光子通過雙縫的客觀運動圖像，即光子的量子運動圖像了，它就是：進行量子運動的光子於極短的有限時隙內非連續地「同時」經過雙縫，盡管它於此時隙內的某個時刻只能位於一條縫中，但是在不同時刻它可以處於不同的縫中，從而在很短的時間內通過兩條縫。由於光子的運動是這種非連續的量子運動，我們將很容易解釋光子雙縫干涉圖樣的怪異，因為在每次實驗中光子都非連續地通過了兩條縫，從而到達屏上的光子同時含有了兩條縫的信息，而不只是一條縫的信息，因此雙縫干涉圖樣自然不會是兩個單縫圖樣的簡單混合。

新的曙光

最近，隨著《量子運動與超光速通信》一書的出版，一種基於非連續量子運動的更完備的量子理論被提出來。在這本書中，作者通過對宏觀連續運動的深刻分析，利用清晰嚴謹的邏輯論證和有力的實驗證實提出了物質的基本運動形式---非連續量子運動及其規律，並令人信服地論證了微觀運動與宏觀運動都是量子運動的表現。這不僅解決了量子力學中波函數的物理含義問題，為波函數的測量投影過程提供了客觀的物理解釋，並且將人們對微觀世界與宏觀世界的描述有機地統一起來。在此基礎上，作者進一步分析了量子運動所蘊含的奇妙的量子非定域性，給出了將量子力學與相對論相融合的途徑，並對基於量子非定域性的超光速通訊進行了大膽的探索。

量子是什麼？

現在，人們終於明白了量子是什麼，並可以解開所有的量子困惑了。量子就是物質粒子的非連續運動，而所有的量子困惑都起源於這種非連續運動。

正是這種非連續運動導致了原子系統分立能級的存在，這種能量分立性最早為普朗克於1900年所發現，它的發現標志了量子時代的開端；正是這種非連續運動導致了光波的粒子性表現，這使年輕的愛因斯坦於1905年試探性地假設了光量子的存在，並用它成功地解釋了光電效應。這種非連續運動還導致了原子系統的穩定存在，這種穩定存在表現為玻爾於1913年所大膽假設的原子定態，而原子的穩定性在當時仍是一個謎，連續運動無法解釋這一現象。

正是這種非連續運動導致了物質的波粒二象性，愛因斯坦於1909年最早注意到了光具有這種神秘性質，而德布羅意在1923年最終將這種性質賦予了所有物質粒子；正是這種非連續運動導致了量子躍遷的存在和非連續性的出現，愛因斯坦最早認識到普朗克量子假說隱含著這種非連續性，以及它可能給物理學所帶來的革命性變革，玻爾於1913年進一步假設了定態之間存在本質上非連續的量子躍遷，並一直主張所有原子過程都包含非連續性。

正是這種非連續運動導致了粒子運動方程的類波動形式，薛定諤於1926年最早發現了這一方程的近似形式，建立了量子力學的形式體系之一---波動力學；也正是這種非連續運動導致了波函數投影過程的存在，馮諾依曼最早嚴格地表述了這一過程的瞬時形式，並將它作為波函數的一種特殊演化過程。這種投影過程進一步導致了宏觀物體的連續運動表現，因此，我們熟悉的連續運動只是非連續運動的一種特殊的理想化形式。

正是這種非連續運動導致了量子非定域性的存在，愛因斯坦於1927年最早注意到了量子的這一神秘特性，並指出了它與相對論的不相容性，然而愛因斯坦卻嘲諷地稱之為「幽靈般的超距作用」，同樣，玻爾也利用互補性來避開它的真實存在，但實驗卻嚴格證明了量子非定域性的客觀存在；也正是這種非連續運動導致了量子以太---特殊慣性參照系的存在，從而導致相對論必須被修正。

當然，正是這種非連續運動導致了今天諸多量子新技術的出現，如量子通信，量子計算等等。最終，正是這種非連續運動導致了微觀世界的存在，從而允許宏觀世界和我們自身的存在。

如果物質的運動不是連續運動，那它就是非連續運動，這是一個簡單而直接的邏輯推理。如果你理解了這一點，你也就理解了量子，並知道了量子是什麼。

8. 量子力學的內容有哪些

量子力學是描述微觀物質的理論，與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱，許多物理學理論和科學如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎所進行的。量子力學是非常小的領域——亞原子粒子的主要物理學理論。該理論形成於20世紀初期，徹底改變了人們對物質組成成分的認識。微觀世界裡，粒子不是檯球，而是嗡嗡跳躍的概率雲，它們不只存在一個位置，也不會從點A通過一條單一路徑到達點B。根據量子理論，粒子的行為常常像波，用於描述粒子行為的「波函數」預測一個粒子可能的特性，諸如它的位置和速度，而非確定的特性。物理學中有些怪異的概念，諸如糾纏和不確定性原理，就源於量子力學。

19世紀末，經典力學和經典電動力學在描述微觀系統時的不足越來越明顯。量子力學是在20世紀初由馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費米、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦、康普頓等一大批物理學家共同創立的。量子力學的發展革命性地改變了人們對物質的結構以及其相互作用的認識。量子力學得以解釋許多現象和預言新的、無法直接想像出來的現象，這些現象後來也被非常精確的實驗證明。除通過廣義相對論描寫的引力外，至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力學的框架內描寫（量子場論）。