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266章 物理学之量子力学 1

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计算机时代。同时,光子学的革命也将我们带入信息时代。量子物理的杰作改变了我们的世界,科学革命为这个世界带来了的福音,也带来了潜在的威胁。

    独特地位:量子理论是科学史上能最精确地被实验检验的理论,是科学史上最成功的理论。量子力学深深地困扰了它的创立者,然而,直到它本质上被表述成通用形式的今天。一些科学界的精英们尽管承认它强大的威力,却仍然对它的基础和基本阐释不满意。

    马克斯.普朗克(maxplanck)提出量子概念100多年了,在他关于热辐射的经典论文中,普朗克假定振动系统的总能量不能连续改变,而是以不连续的能量子形式从一个值跳到另一个值。能量子的概念太激进了,普朗克后来将它搁置下来。随后,爱因斯坦在1905年(这一年对他来说是非凡的一年)认识到光量子化的潜在意义。不过量子的观念太离奇了,后来几乎没有根本性的进展。现代量子理论的创立则是崭新的一代物理学家花了20多年时间建立的。

    内容

    量子物理实际上包含两个方面。一个是原子层次的物质理论:量子力学,正是它我们才能理解和操纵物质世界;另一个是量子场论。它在科学中起到一个完全不同的作用。

    旧量子论

    量子革命的导火线不是对物质的研究,而是辐射问题。具体的挑战是理解黑体(即某种热的物体)辐射的光谱。烤过火的人都很熟悉这样一种现象:热的物体发光,越热发出的光越明亮。光谱的范围很广,当温度升高时。光谱的峰值从红线向黄线移动,然后又向蓝线移动(这些不是我们能直接看见的)。结合热力学和电磁学的概念似乎可以对光谱的形状作出解释,不过所有的尝试均以失败告终。然而。普朗克假定振动电子辐射的光的能量是量子化的,从而得到一个表达式。与实验符合得相当完美。但是他也充分认识到,理论本身是很荒唐的。就像他后来所说的那样:“量子化只不过是一个走投无路的做法”。

    普朗克将他的量子假设应用到辐射体表面振子的能量上,如果没有新秀阿尔伯特.爱因斯坦(alb

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