量子力学

丹麦物理学家尼尔斯·玻尔率先使用量子假设成功地发展了原子结构理论。采用卢瑟福的核模型，他在1913年提出原子就像一个缩影太阳系，与电子在轨道上围绕原子核运动，就像行星四处走动太阳．虽然电子和原子核之间的电吸引在数学上与引力行星和太阳之间的引力，量子假设需要将电子限制在特定轨道上并禁止它们辐射吗能源除了从一个轨道跳到另一个轨道。

波尔的模型提供了一个很好的描述光谱和其他性质的原子只包含一个电子中性氢而且是单电离的氦但不能令人满意地推广到多电子原子或分子．它依赖于新旧物理原理的不一致的混合，暗示但没有明确指出如何构建一个更合适的一般理论。

的本质光对于那些要求它应该表现得像波或像粒子的人来说，仍然是令人费解的。美国物理学家进行的两个实验似乎支持粒子理论:罗伯特·a·密立根的量子理论的证实光电效应提出的爱因斯坦；而且亚瑟·h·康普顿的实验证明x射线与电子碰撞时表现得像粒子一样．这些实验的结果必须与不容置疑的事实一起考虑电磁辐射也表现出波属性，例如干扰而且衍射．

路易·德布罗意一位法国物理学家，提出了一个走出困境的方法:接受波粒二它不仅描述了光，还描述了电子和其他实体之前假设是粒子。1926年，奥地利物理学家欧文薛定谔在此基础上构造了一个数学上的“波动力学”。他的理论告诉我们如何写出任何物理系统的波函数方程群众而且指控它的组成部分。从波函数，可以计算系统的能级和其他可观测属性。

薛定谔方程，这是一种更一般的理论的最方便的形式量子力学德国物理学家们维尔纳·海森堡而且马克斯出生也有贡献，非常成功。它不仅收益率氢原子的性质，但它也允许对更复杂的系统使用简单的近似方法，即使方程不能精确求解。量子力学对原子性质的应用，分子,金属在接下来的几十年里，物理学家都在忙碌着。

量子力学的奠基人对这个新理论的哲学意义意见不一。玻恩提出，波函数只决定概率分布电子的位置或路径;它没有明确的瞬时位置和速度。海森堡在他的著作中明确表达了这一观点不确定性原理:位置确定得越准确，速度固定得越不准确;反之亦然。海森堡原理通常被称为不确定性原理，但这有点误导．它倾向于错误地认为电子确实具有确定的位置和速度，而它们只是没有被确定。

爱因斯坦他反对量子力学中隐含的随机性，他的著名论断是上帝“不掷骰子”。他还被明显否认原子世界的客观现实所困扰:电子的位置或速度只有在被测量时才会存在。尼尔斯·玻尔在他的《量子世界观》中表达了这方面的观点互补的原则基于德布罗意对波粒二分法的解析:一个系统可以具有波或粒子行为等在牛顿物理学中被认为是不相容的性质，但实际上是互补的;光表现出波动行为或粒子行为，这取决于人们是否选择测量一种性质或另一种性质。说它确实是一个或另一个，或者说电子确实同时具有确定的位置和动量，是超越的极限科学．

玻尔的观点，后来被称为哥本哈根解释量子力学中最重要的，就是现实只能归结于一个测量．爱因斯坦认为，物理世界必须具有真实的性质，无论人们是否测量它们;他和Schrödinger发表了一系列思想实验，旨在证明事物可以存在于量子力学所描述的范围之外。在20世纪70年代和80年代，先进技术让这些实验成为可能，量子力学就是证明是正确的在每一种情况下。