量子力学怎样一步步走向诡异,从19世纪末直到今天
文/陈利根
真正的量子力学历史,以及量子力学讲的究竟是什么,来了!一篇文章讲清楚量子力学的来龙去脉。
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很荣幸在大司马的“文史宴”觅得一块宝地,能在这里聊聊我对历史和化学的一些感想;更要感谢“文史宴”的读者,能对我的文章提出许多真知灼见,激励我继续写下去。
上次我写了一篇关于原子论历史的文章,在波尔的量子轨道理论和电子云理论中涉及到量子理论。
大司马按:这篇文章标题起得有点生猛(见“量子力学并没有多玄乎,一文从其古希腊源头彻底讲清楚”一文),有读者提出质疑,认为属于标题党,这个标题我们确实起得不妥,但作为原子论的历史,作者是很认真撰写的,希望读者喜欢,有兴趣的请点击下面链接阅读。
今天,笔者就真的和读者聊聊关于量子力学的历史。量子力学和化学有着密切的关系,它对揭示化学键的本质起到了关键作用。
别看量子力学十分的高大上,但只要你学过高中的数理化,阅读本文应该没问题。
首先解释一下“量子力学”这个名词。
量子,指的是微小的粒子。小到什么程度?比原子更小,我们称为亚原子粒子,如质子、中子、电子、光子,等等。量子的一个重要特性是,它在运动中所拥有的能量是一份一份的,我们称为“量子化”。后面我们还会讲到“量子化”。
量子力学,就是研究量子在力的作用下的运动状态。这里的力,主要是电磁力,电子、质子等都能产生电磁力。
在19世纪,科学家们在处理微观世界的问题时,发现许多实验现象用经典理论无法解释。1900年,普朗克率先提出了量子的概念,之后,在诸多科学家的努力下,逐渐建立起量子力学的大厦。
量子理论不但解释了经典理论无法解释的许多问题,并且不断地被新的实验所印证,为物理学、化学、生物学等诸多学科的发展提供了有力的支撑。
有意思的是,随着对量子力学研究的深入,出现了许多诡异的情况,比如:薛定谔的猫死活叠加的状态;人的意识介入后叠加状态的坍缩;量子纠缠中信息的超光速传播;等等。
今天,在以历史为主题的文史宴,我们就沿着科学家的历史足迹,来欣赏量子力学带给我们的璀璨的科学世界。