第一章 物理史话[10]

对“量子力学”的解释的问题，自量子力学诞生以来就一直是物理学争论的中心问题之一，也是当前仍然存在的一个重大问题。而各派的观点与争论也是推动量子力学发展的动力。与研究大尺度宏观宇宙不相容的量子力学，是研究微观世界的一门科学。它不能解释宏观物质世界的物理问题。至今它本身还存在着一定的物理概念含糊不清的情况。因此还很难给予它十分明确的定义。譬如量子到底是粒子还是波尚未确定，因而对量子的解释只能是：“波可能被发射或吸收的不可分割单位。”究竟是波还是粒子只好不得而知了。对量子力学的定义也只能概括成：“一种理论系统，其中粒子不具有准确定义的位置和速度。在许多方面类似于波动，反过来譬如光的波动又类似于粒子”。也可以定义为：“从普朗克量子原理和海森堡不确定性原理发展而来的理论。”虽然还是模糊不清，但也难以抹杀量子力学是20世纪理论物理的最伟大的成就，是对经典物理的革命性突破。将来，能给予量子力学做出确切定义的人应该是个伟大的人物。

自1900年普朗克提出辐射的量子理论，随后爱因斯坦提出光子理论成功解释了光电效应。物理学开始进入对微观世界的描述，是对经典物理革命性的突破。1924年德布罗意提出波粒二象性是物质的普遍特性。20世纪20年代，以丹麦著名物理学家尼尔斯.玻尔（1885~1962年）为首创建了哥布哈根学派；这是当时称之为正统的量子力学研究中心。他们为量子力学的创立与发展做出了杰出贡献。玻尔本人提出的“互补原理”是该学派的重要理论支柱，它讲述了粒子波动性和粒子性的互相补充。波恩（1882~1970年）提出了量子力学对客观世界的描述只能是统计的，通过概率将粒子与波合理地联系了起来。他在1926年提出了波函数的统计解释，也为此，28年以后他已是一个72岁的古稀老人时与玻特（1891~1957年）共享1954年度诺贝尔物理学奖；而对玻特来说这已是离他辞世前不久几乎快成了迟到的荣誉了。海森堡、泡利及狄拉克等都是这个学派的主要成员。这是当时世界上力量最雄厚的、显赫一时的物理学派。

“量子力学”是以海森堡（1901~1976年）的“不确定性原理”为理论基础；它是说：“测量准了微粒的位置就测不准它的速度、反之亦然，测准了粒子的速度就不可能同时测出它的准确位置。”

当时量子力学各学派之间也有着空前的大争论，争论也起着极大的推进作用。量子力学的创始人之一薛定谔（1887~1961年）反对量子力学的哥布哈根解释，他认为物质实在是由波组成的。他发表有著名的薛定谔方程式，成功地与物质波那么地吻合，但是其中有着困扰人们至今的，不能表达真实含义的波函数Ψ。尽管方程本身取得了非凡的成功，但困惑的人们至今还一直在问神秘的波函数Ψ后面到底隐藏着什么？德布罗意则企图用经典力学理论与量子力学联系起来，他将自己的理论称之为“双解理论”。

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