要回答這個(gè)問(wèn)題，我們可以從科普暢銷書(shū)說(shuō)起。眾所周知，科普是聯(lián)系科學(xué)家和普通大眾最終的紐帶，生動(dòng)有趣的內(nèi)容和深入淺出的解析一直是科普讀物的兩大法寶。我們可以看一下，市場(chǎng)上哪一類科普讀物最多。榮獲2006年第三屆“吳大猷科普獎(jiǎng)”的《量子物理史話——上帝擲骰子嗎？》不斷加印再版，始終占據(jù)著國(guó)內(nèi)科普讀物霸主的地位。美籍日裔加來(lái)道雄博士所著的《平行宇宙》也是一部量子力學(xué)的著作。這本經(jīng)典的科普書(shū)屬于《科學(xué)還可以這樣看》系列，里面包含了《量子糾纏：上帝效應(yīng)，科學(xué)中最奇特的現(xiàn)象》《量子宇宙：一切可能發(fā)生的正在發(fā)生》《量子理論：愛(ài)因斯坦與玻爾關(guān)于世界本質(zhì)的偉大論戰(zhàn)》等多部與量子力學(xué)有關(guān)的科普讀物。我想，現(xiàn)在可以回到文章開(kāi)始那個(gè)問(wèn)題。時(shí)下物理學(xué)最熱門的就是量子力學(xué)。
與量子力學(xué)相關(guān)的科普讀物
喜歡看科幻小說(shuō)的人對(duì)時(shí)間穿越和平行宇宙的概念都不陌生，這些概念同時(shí)也滋生了許多悖論，為了讓小說(shuō)自洽，聰明的科幻作者們選擇了使用量子力學(xué)來(lái)解釋這些悖論。任何頭疼的問(wèn)題，仿佛一碰到量子力學(xué)就會(huì)迎刃而解。因此，即使不看科普書(shū)，許多科幻迷也從科幻小說(shuō)里早早知道了量子力學(xué)。
這其實(shí)很容易理解，基礎(chǔ)物理發(fā)展了幾個(gè)世紀(jì)，已經(jīng)日臻完善，現(xiàn)代物理學(xué)家想要有所突破是非常小概率的事件，而且，后來(lái)發(fā)現(xiàn)的許多現(xiàn)象，比如黑體輻射，或者針對(duì)比原子還小的粒子，基礎(chǔ)物理已經(jīng)無(wú)法給出合理的解釋。在這種情況下，量子理論應(yīng)運(yùn)而生，并且一直到今天成為許多物理學(xué)家主要的研究方向。從諸多科普作品也可以看出來(lái)，大眾對(duì)于這方面的知識(shí)需求也特別饑渴。在通訊發(fā)達(dá)的今天，人們對(duì)于科學(xué)研究有了前所未有的熱忱和關(guān)注。
科學(xué)史上，大部分學(xué)科都不是一人之力完成的，量子力學(xué)發(fā)展到今天離不開(kāi)眾多科學(xué)家的努力，其中包括普朗克、尼玻爾、海森堡、薛定諤、泡利、德布羅意、玻恩、費(fèi)米、狄拉克、愛(ài)因斯坦、康普頓等大家耳熟能詳?shù)目茖W(xué)家們。
第五屆索爾維會(huì)議留影：后排左起：A.皮卡爾德（A.Piccard） E.亨利厄特（E.Henriot）P.埃倫費(fèi)斯特（P.Ehrenfest） Ed.赫爾岑（Ed.Herzen）Th.德唐德（Th.de Donder） E.薛定諤（E.schrodinger）E.費(fèi)爾夏費(fèi)爾特（E.Verschaffelt） W.泡利（W.Pauli）W.海森堡（W.Heisenberg） R.H.富勒（R.H.Fowler）L.布里淵（L.Brillonin）
中排左起：P.德拜（P.Debye） M.克努森（M.Knudsen）W.L.布拉格（W.L.Bragg） H.A.克萊默（H.A.Kramers）P.A.M.狄拉克（P.A.M.Dirac） A.H.康普頓（A.H.Compton）L.德布羅意（L.de Broglie） M.波恩（M.Born）N.波爾（N.Bohr）
前排左起：I.朗繆爾（I.Langmuir） M.普朗克（M.Planck）M.居里夫人（Mme Curie） H.A.洛侖茲（H.A.Lorentz）A.愛(ài)因斯坦（A.Einstein） P.朗之萬(wàn)（P.Langevin）ch.E.古伊（ch.E.Guye） C.T.R.威爾遜（C.T.R.Wilson）O.W.理查森（O.W.Richardson）
量子力學(xué)的建立是一個(gè)相對(duì)其他學(xué)科來(lái)說(shuō)并不算漫長(zhǎng)的過(guò)程，從1900年開(kāi)始至今也不過(guò)一百多年。但這一百多年卻涌現(xiàn)出了大批優(yōu)秀的物理學(xué)家和許多著名的理論，這些人和他們所做的研究影響、改變了我們的世界。
隨著科學(xué)發(fā)展，人們對(duì)于“大”和“小”的認(rèn)知也在不斷變化著，以前人們以為的“大”就是天，或者說(shuō)地球本身，再后來(lái)到太陽(yáng)系、銀河系乃至全宇宙；以前人們以為的“小”是螞蟻，是組織，是細(xì)胞，是原子，然后是各種各樣繁多的基本粒子。這些基本粒子給物理學(xué)家?guī)?lái)了頭疼和困擾，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們把經(jīng)典力學(xué)的理論套用在這些幽靈一般不可捉摸的基本粒子之上時(shí)，那些一直被他們奉為圭臬的理論失效了，不再適用，很多測(cè)量到的現(xiàn)象都無(wú)法用經(jīng)典力學(xué)來(lái)解釋，在這種情況下，量子理論應(yīng)運(yùn)而生。
基本粒子
導(dǎo)致量子論出現(xiàn)的是一個(gè)古典熱力學(xué)難題即黑體輻射問(wèn)題。1900年，世紀(jì)之交，普朗克提出了量子假說(shuō)，假定黑體以hv為單位不連續(xù)的發(fā)射和接收輻射，計(jì)算出了黑體輻射能量分布公式，成功地從理論上解釋了黑體輻射現(xiàn)象。普朗克將最小的不可再分的能量單元稱作“能量子”或“量子”。當(dāng)年12月14日，他將這一假說(shuō)報(bào)告了德國(guó)物理學(xué)會(huì)，宣告了量子論的誕生。所以有觀點(diǎn)稱普朗克為量子力學(xué)的創(chuàng)始人，從這一點(diǎn)來(lái)看并不為過(guò)。因?yàn)樗坏岢隽恕傲孔印边@一概念，還通過(guò)學(xué)說(shuō)報(bào)告的方法向世人展示了量子論。1905年愛(ài)因斯坦引進(jìn)光量子的概念，推導(dǎo)出光子的能量、動(dòng)量與輻射的頻率和波長(zhǎng)之間的方程式，解釋了光電效應(yīng)。
1913年，一直跟愛(ài)因斯坦論戰(zhàn)的玻爾提出了以他命名的玻爾模型。玻爾認(rèn)為電子只能在一定能量的軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)。外層軌道比內(nèi)層軌道可以容納更多的電子；較外層軌道的電子數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)。如果外層軌道的電子落入內(nèi)層軌道，將釋放出一個(gè)帶固定能量的光子。1924年，玻恩在一篇論文中使用“量子力學(xué)”這個(gè)詞匯。這也標(biāo)志著以普朗克、愛(ài)因斯坦和玻爾對(duì)量子力學(xué)所做的研究告一段落，同時(shí)開(kāi)啟了量子力學(xué)研究百花齊放的新篇章。
薛定諤于推出了一個(gè)相對(duì)論的波動(dòng)方程。而薛定諤關(guān)于一只放在裝有毒氣盒子里的貓是死是活的經(jīng)典問(wèn)題也成為量子力學(xué)一個(gè)著名的假設(shè)；海森堡創(chuàng)立了解決量子波動(dòng)理論的矩陣方法；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。
量子力學(xué)解釋了平行宇宙，也解釋了我們的宇宙
在那幾年，幾乎每一天都有關(guān)于量子力學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)鼓舞著科學(xué)家們繼續(xù)前行的同時(shí)，也逐漸完善了量子力學(xué)的理論系統(tǒng)。量子力學(xué)使得我們對(duì)世界的認(rèn)知越來(lái)越清晰，這不僅僅是一個(gè)玄妙的理論，這對(duì)于我們的日產(chǎn)生活和生產(chǎn)也有著巨大的推動(dòng)，從激光、電子顯微鏡、原子鐘到核磁共振的醫(yī)學(xué)圖像顯示裝置，都依靠了量子力學(xué)的原理和效應(yīng)。對(duì)半導(dǎo)體的研究導(dǎo)致了二極管和三極管的發(fā)明就是借助量子力學(xué)的支撐。在核武器的發(fā)明過(guò)程中，量子力學(xué)的概念至關(guān)重要。至今為止，僅僅萬(wàn)有引力無(wú)法使用量子力學(xué)來(lái)描述。
從經(jīng)典物理到量子理論再到如今的量子力學(xué)，這是歷史發(fā)展的必要。也許有很多人覺(jué)得這些跟我們的生活沒(méi)什么關(guān)聯(lián)，其實(shí)正是因?yàn)檫@些理論，我們才擁有了今天的生活。
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