100歲的量子力學(xué)如何顛覆物理學(xué) 百年理論革新

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2025-01-10 07:58:11 搜狐網(wǎng)

100歲的量子力學(xué)如何顛覆物理學(xué)。1925年,，德國物理學(xué)家海森堡發(fā)表了被譽為量子力學(xué)奠基之作的論文《運動學(xué)和力學(xué)關(guān)系的量子力學(xué)重新詮釋》,。這一年被聯(lián)合國宣布為“量子科學(xué)與技術(shù)之年”，標(biāo)志著量子力學(xué)理論的迅速發(fā)展,，對物理學(xué)概念的顛覆和重新理解,。百年間，量子力學(xué)已成為現(xiàn)代物理學(xué)的基石,，推動了科技與產(chǎn)業(yè)的進步,。

20世紀(jì)初，經(jīng)典物理學(xué)無法解釋亞原子現(xiàn)象,，物理學(xué)家們急需一種新的理論來解釋細微的原子結(jié)構(gòu)與行為,。丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾與阿諾德·索末菲提出的玻爾-索末菲模型雖然開辟了新的研究方向，但并不完善,。氦原子的光譜計算結(jié)果與實驗觀察相差甚遠,，海森堡與同僚們的思考逐步深入，意識到物理學(xué)的基本假設(shè)必須重建,。

1925年4月,，海森堡深感困惑，意識到基于經(jīng)典軌道的理論已無法解釋量子世界,。他在寫給泡利的信中明確提到“沒有任何模型表示真正有意義”,，并意識到必須重新審視量子力學(xué)的基礎(chǔ),。經(jīng)過幾個月的思考,，海森堡不僅想到了全新的理論核心，還提出了一個革命性的想法：量子力學(xué)不再依賴于經(jīng)典意義上粒子在軌道上的運動,。

這一思想的轉(zhuǎn)變使海森堡最終于1925年發(fā)表了他的論文,，奠定了全新的量子性概念，電子不再被視為粒子,，而是轉(zhuǎn)向構(gòu)建基于可觀測量的關(guān)系的理論,。海森堡的研究使后來的量子數(shù)值運算與測量有了理論依據(jù)，他推動了矩陣力學(xué)的形成,，影響著整個物理學(xué)界,。

隨著海森堡的論文發(fā)表,，另一位物理學(xué)家薛定諤也提出了更為通俗易懂的波動力學(xué)理論。他堅持認為電子的運動可以在一定情境下被看作波動,，創(chuàng)造了著名的薛定諤方程,，幫助將量子力學(xué)的復(fù)雜現(xiàn)象簡化后更易接納。兩種理論模型的出現(xiàn),，不僅標(biāo)志著量子力學(xué)的雙重發(fā)展,，也為后續(xù)的許多物理現(xiàn)象提供了新的解釋路徑。

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