1、第三排：奧古斯特第三排：奧古斯特皮卡爾德、皮卡爾德、E. 亨利厄特、保羅亨利厄特、保羅埃倫費斯特、埃倫費斯特、Ed. 赫爾岑、赫爾岑、Thophile. 德唐德、歐文德唐德、歐文薛定諤、薛定諤、E. 費爾夏費費爾夏費爾特、沃爾夫岡爾特、沃爾夫岡泡利、沃納泡利、沃納海森堡、海森堡、R.H.福勒、里昂福勒、里昂布里淵，布里淵，第二排：彼得第二排：彼得德拜、馬丁德拜、馬丁克努森、威廉克努森、威廉勞倫斯勞倫斯布拉格、布拉格、Hendrik Anthony 克萊默、保羅克萊默、保羅狄拉克、亞瑟狄拉克、亞瑟康普頓、路易康普頓、路易德布德布羅意、馬克思羅意、馬克思玻恩、尼爾斯玻恩、尼爾斯玻爾，玻爾，第一排：

2、歐文第一排：歐文郎繆爾、馬克思郎繆爾、馬克思普朗克、瑪麗普朗克、瑪麗居里、亨得里克居里、亨得里克洛倫茲、阿爾伯特洛倫茲、阿爾伯特愛因斯坦、保羅愛因斯坦、保羅朗之萬、朗之萬、Ch. E. 古伊、古伊、C.T.R.威爾遜、威爾遜、O.W.理查森理查森第五次索爾維會議與會者合影第五次索爾維會議與會者合影(1927年)2普朗克普朗克玻爾玻爾德布羅意德布羅意海森堡海森堡薛定諤薛定諤玻恩玻恩愛因斯坦愛因斯坦狄拉克狄拉克34量子力學發展大事記量子力學發展大事記 1690年，惠更斯出版年，惠更斯出版光論光論，波動說被正式提出。，波動說被正式提出。1704年，牛頓出版年，牛頓出版光學光學，微粒說成為主導，微粒說

3、成為主導 。1807年，楊整理了光方面的工作，提出了雙縫干涉實驗，波動說年，楊整理了光方面的工作，提出了雙縫干涉實驗，波動說再一次登上舞臺再一次登上舞臺 。1819年，菲涅爾證明光是一種橫波。年，菲涅爾證明光是一種橫波。 1856-1865，麥克斯韋建立電磁力學，光被解釋為電磁波的一種。，麥克斯韋建立電磁力學，光被解釋為電磁波的一種。 1885年，巴爾末提出了氫原子光譜的經驗公式年，巴爾末提出了氫原子光譜的經驗公式 。 1887年，赫茲證實了麥克斯韋電磁理論，但他同時也發現了光電年，赫茲證實了麥克斯韋電磁理論，但他同時也發現了光電效應現象。效應現象。 1893年，黑體輻射的維恩公式被提出。年，

4、黑體輻射的維恩公式被提出。 5 1896年，貝克勒耳發現了放射性。年，貝克勒耳發現了放射性。 1896年，發現了光譜的塞曼效應。年，發現了光譜的塞曼效應。 1897年，年，J.J.湯姆遜發現了電子。湯姆遜發現了電子。 1900年，普朗克提出了量子概念，以解決黑體問題。年，普朗克提出了量子概念，以解決黑體問題。 1905年，愛因斯坦提出了光量子的概念，解釋了光電效應。年，愛因斯坦提出了光量子的概念，解釋了光電效應。 1910年，年， 粒子散射實驗。粒子散射實驗。 1911年，超導現象被發現。年，超導現象被發現。 1913年，玻爾原子模型被提出。年，玻爾原子模型被提出。 1915年，索末菲修改了玻

5、爾模型，引入相對論，解釋了塞曼效應年，索末菲修改了玻爾模型，引入相對論，解釋了塞曼效應和斯塔克效應。和斯塔克效應。 1918年，玻爾的對應原理成型。年，玻爾的對應原理成型。 6 1922年，斯特恩年，斯特恩-格拉赫實驗。格拉赫實驗。 1923年，康普頓完成了年，康普頓完成了X射線散射實驗，光的粒子性被證實。射線散射實驗，光的粒子性被證實。 1923年，德布羅意提出物質波的概念。年，德布羅意提出物質波的概念。 1924年，玻色年，玻色-愛因斯坦統計被提出。愛因斯坦統計被提出。 1925年，泡利提出不相容原理。年，泡利提出不相容原理。 1925年，戴維遜和革末證實了電子的波動性。年，戴維遜和革末證

6、實了電子的波動性。 1925年，海森堡創立了矩陣力學，量子力學被建立。年，海森堡創立了矩陣力學，量子力學被建立。 1925年，狄拉克提出年，狄拉克提出q數數 。1925年，烏侖貝克和古德施密特發現了電子自旋。年，烏侖貝克和古德施密特發現了電子自旋。7 1926年，薛定諤創立了波動力學。年，薛定諤創立了波動力學。 1926年，波動力學和矩陣力學被證明等價。年，波動力學和矩陣力學被證明等價。 1926年，費米年，費米-狄拉克統計。狄拉克統計。 1927年，年，G.P.湯姆遜證實了電子的波動性。湯姆遜證實了電子的波動性。 1927年，海森堡提出不確定性原理。年，海森堡提出不確定性原理。 1927年，

7、波恩作出了波函數的概率解釋。年，波恩作出了波函數的概率解釋。 1927年，科莫會議和第五屆索爾維會議召開，互補原理成型。年，科莫會議和第五屆索爾維會議召開，互補原理成型。 1928年，狄拉克提出了相對論化的電子波動方程，量子電動力學走年，狄拉克提出了相對論化的電子波動方程，量子電動力學走出第一步。出第一步。 1930年，第年，第6屆索爾維會議召開，愛因斯坦提出光箱實驗。屆索爾維會議召開，愛因斯坦提出光箱實驗。 1932年，反電子被發現。年，反電子被發現。 1932年，查德威克發現中子。年，查德威克發現中子。 8 1935年，愛因斯坦提出年，愛因斯坦提出EPR思維實驗。思維實驗。 1935年，薛

8、定諤提出貓佯謬。年，薛定諤提出貓佯謬。 1935年，湯川秀樹預言了介子。年，湯川秀樹預言了介子。 1938年，超流現象被發現。年，超流現象被發現。 1942年，費米建成第一個可控核反應堆。年，費米建成第一個可控核反應堆。 1942年，費因曼提出路徑積分方法。年，費因曼提出路徑積分方法。 1945年，第一顆原子彈爆炸。年，第一顆原子彈爆炸。 1947年，第一個晶體管。年，第一個晶體管。1948年，重正化理論成熟，量子電動力學被徹底建立。年，重正化理論成熟，量子電動力學被徹底建立。 1952年，玻姆提出導波隱變量理論。年，玻姆提出導波隱變量理論。 1954年，楊年，楊-米爾斯規范場，后來發展出量子

9、色動力學。米爾斯規范場，后來發展出量子色動力學。9 1956年，李政道和楊振寧提出弱作用下宇稱不守恒，不久被吳健年，李政道和楊振寧提出弱作用下宇稱不守恒，不久被吳健雄用實驗證實。雄用實驗證實。 1957年，埃弗萊特提出多世界解釋。年，埃弗萊特提出多世界解釋。 1960年，激光技術被發明。年，激光技術被發明。 1963年，蓋爾曼等提出夸克模型。年，蓋爾曼等提出夸克模型。 1964年，貝爾提出貝爾不等式。年，貝爾提出貝爾不等式。 1964年，年，CP對稱性破缺被發現。對稱性破缺被發現。 1968年，維尼基亞諾模型建立，導致了弦論的出現。年，維尼基亞諾模型建立，導致了弦論的出現。 1970年，退相干

10、理論被建立。年，退相干理論被建立。 1973年，弱電統一理論被建立。年，弱電統一理論被建立。 1973年，核磁共振技術被發明。年，核磁共振技術被發明。 1974年，大統一理論被提出。年，大統一理論被提出。10 1975年，年， 子被發現。子被發現。 1979年，惠勒提出延遲實驗。年，惠勒提出延遲實驗。 1982年，阿斯派克特實驗，定域隱變量理論被排除。年，阿斯派克特實驗，定域隱變量理論被排除。 1983年，年，Z0中間玻色子被發現，弱電統一理論被證實。中間玻色子被發現，弱電統一理論被證實。 1984年，第一次超弦革命。年，第一次超弦革命。 1984年，格里芬斯提出退相干歷史解釋，后被哈特爾等人

11、發揚。年，格里芬斯提出退相干歷史解釋，后被哈特爾等人發揚。 1986年，年，GRW模型被提出。模型被提出。 1993年，量子傳輸理論開始起步。年，量子傳輸理論開始起步。 1995年，頂夸克被發現。年，頂夸克被發現。 1995年，玻色年，玻色-愛因斯坦凝聚在實驗室被做出。愛因斯坦凝聚在實驗室被做出。 1995年，第二次超弦革命開始。年，第二次超弦革命開始。 11量子物理引言量子物理引言 十九世紀中葉，冶金工業的向前發展所要求的高溫測十九世紀中葉，冶金工業的向前發展所要求的高溫測量技術推動了熱輻射的研究。已經成為歐洲工業強國的德量技術推動了熱輻射的研究。已經成為歐洲工業強國的德國有許多物理學家致力

12、于這一課題的研究。德國成為熱輻國有許多物理學家致力于這一課題的研究。德國成為熱輻 射研究的發源地。射研究的發源地。 1、熱輻射研究和普朗克能量子假說、熱輻射研究和普朗克能量子假說瑞利瑞利-瓊斯瓊斯維恩理論值維恩理論值),(0Tr 實驗實驗T=1646k黑體輻射本領分布黑體輻射本領分布 12普朗克普朗克(18581947年年)：出身于一個：出身于一個書香門第之家，曾祖父和祖父曾在哥書香門第之家，曾祖父和祖父曾在哥廷根大學任神學教授，伯父和父親分廷根大學任神學教授，伯父和父親分別是哥廷根大學和基爾大學的法學教別是哥廷根大學和基爾大學的法學教授。他出生在基爾，青年時期在慕尼授。他出生在基爾，青年時期

13、在慕尼黑度過。黑度過。17歲進慕尼黑大學攻讀數學歲進慕尼黑大學攻讀數學和物理學，后來轉到柏林大學受教于和物理學，后來轉到柏林大學受教于基爾霍夫和赫爾姆霍茨等名師。基爾霍夫和赫爾姆霍茨等名師。1879年，他以年，他以論熱力學第二定律論熱力學第二定律的論的論文獲博士學位。他先后在慕尼黑大學文獲博士學位。他先后在慕尼黑大學和基爾大學任教并從事熱力學研究。和基爾大學任教并從事熱力學研究。1888年年11月，他作為基爾霍夫的繼任月，他作為基爾霍夫的繼任人到柏林大學講授理論物理學。他的人到柏林大學講授理論物理學。他的研究方向從熱力學轉向熱輻射，就是研究方向從熱力學轉向熱輻射，就是到柏林后才開始的。到柏林后

14、才開始的。普朗克普朗克13 針對這種情況，普朗克用內插法導出了一個在高頻趨針對這種情況，普朗克用內插法導出了一個在高頻趨近維恩公式近維恩公式 而在低頻則趨近瑞利公式的新的輻射定律。而在低頻則趨近瑞利公式的新的輻射定律。他在德國物理學會的會議上以他在德國物理學會的會議上以論維恩輻射定律的改進論維恩輻射定律的改進為題報告了自己的結果。為題報告了自己的結果。 由于普朗克公式與實驗曲線的精確一致，普朗克受到由于普朗克公式與實驗曲線的精確一致，普朗克受到極大的鼓舞，決定尋找隱藏在公式背后的物理實質。普朗極大的鼓舞，決定尋找隱藏在公式背后的物理實質。普朗克又回到他的諧振子模型，而且這次他把出發點從熱力學克

15、又回到他的諧振子模型，而且這次他把出發點從熱力學轉到統計物理學，導出了振子熱平衡時的能譜分布公式。轉到統計物理學，導出了振子熱平衡時的能譜分布公式。若想使新得到的這個公式能說明實驗曲線，要求新公式中若想使新得到的這個公式能說明實驗曲線，要求新公式中所包含的振子的能量值必須是一系列不連續的量。所包含的振子的能量值必須是一系列不連續的量。14 在這種情況下，普朗克尊重實驗事實，于是提出一個大膽的、在這種情況下，普朗克尊重實驗事實，于是提出一個大膽的、革命性的假設：每個帶電線性諧振子發射和吸收能量是不連續的，革命性的假設：每個帶電線性諧振子發射和吸收能量是不連續的，這些能量值只能是某個最小能量元這些

16、能量值只能是某個最小能量元的整數倍，而每個能量元和振的整數倍，而每個能量元和振子的頻率成正比。后來人們稱子的頻率成正比。后來人們稱為為“能量子能量子”，稱，稱h為為“普朗克常普朗克常數數”。1900年年12月月24日，普朗克在德國物理學會的會議上日，普朗克在德國物理學會的會議上 以以論論正常光譜能量分布定律的理論正常光譜能量分布定律的理論為題報告了自己的結果。為題報告了自己的結果。 因為能量不連續的概念與古典物理學格格不入，物理學界對因為能量不連續的概念與古典物理學格格不入，物理學界對它最初的反應是冷淡的。物理學家們只承認普朗克公式是同實驗它最初的反應是冷淡的。物理學家們只承認普朗克公式是同實

17、驗一致的經驗公式，不承認他的理論性的量子假說。普朗克本人也一致的經驗公式，不承認他的理論性的量子假說。普朗克本人也惴惴不安，因為他的量子假設是迫不得已的惴惴不安，因為他的量子假設是迫不得已的“孤注一擲的舉動孤注一擲的舉動”。他本想在最后的結果中令他本想在最后的結果中令h0，但卻發現根本辦不到。他其后多，但卻發現根本辦不到。他其后多年試圖把量子假說納入古典物理學框架之內，取消能量的不連續年試圖把量子假說納入古典物理學框架之內，取消能量的不連續性，但從未成功。只有愛因斯坦最早認識到普朗克能量子概念在性，但從未成功。只有愛因斯坦最早認識到普朗克能量子概念在物理學中的革命意義。物理學中的革命意義。15

18、 愛因斯坦從普朗克的發現看到需要修改的不僅是某愛因斯坦從普朗克的發現看到需要修改的不僅是某些定律，而是重建新的理論基礎。些定律，而是重建新的理論基礎。 他在他在關于光的產生和轉化的一個啟發性的觀點關于光的產生和轉化的一個啟發性的觀點這篇論文中提出了光量子假說，把普朗克的能量子的概這篇論文中提出了光量子假說，把普朗克的能量子的概念從輻射發射和吸收過程推廣到在空間傳播的過程，認念從輻射發射和吸收過程推廣到在空間傳播的過程，認為輻射本身就是由不連續的、不可分割的能量子組成的。為輻射本身就是由不連續的、不可分割的能量子組成的。他從熱力學的觀點出發，把黑體輻射和氣體類比，發現他從熱力學的觀點出發，把黑體

19、輻射和氣體類比，發現在一定的條件下，可以把輻射看作是由粒子組成的，他在一定的條件下，可以把輻射看作是由粒子組成的，他把這種輻射粒子叫做把這種輻射粒子叫做“光量子光量子”。1926年美國化學家劉年美國化學家劉易斯賦名光量子為易斯賦名光量子為“光子光子”。 2、愛因斯坦的光量子論和光的波粒二象性、愛因斯坦的光量子論和光的波粒二象性 16 把光量子看作一些攜帶著能量和動量的粒子的這種把光量子看作一些攜帶著能量和動量的粒子的這種 觀點，是和十九世紀已經取得統治地位的光波動說相對立觀點，是和十九世紀已經取得統治地位的光波動說相對立的。在某種意義上復活了光微粒說。的。在某種意義上復活了光微粒說。 盡管作為

20、光量子理論的推論，愛因斯坦成功地解釋了盡管作為光量子理論的推論，愛因斯坦成功地解釋了古典物理學理論無法解釋的光電效應等，人們也還是對它古典物理學理論無法解釋的光電效應等，人們也還是對它抱懷疑態度的。能量子的發現者普朗克直到抱懷疑態度的。能量子的發現者普朗克直到1913年對光量年對光量子還難以容忍。只是在十年之后，子還難以容忍。只是在十年之后，1915年，不相信光量子年，不相信光量子的密立根宣布他的實驗無歧義地證實了愛因斯坦的光電效的密立根宣布他的實驗無歧義地證實了愛因斯坦的光電效應理論和應理論和1922年康普頓發現射線散射效應必須由光量子年康普頓發現射線散射效應必須由光量子論解釋之后，人們才正

21、確評價了光量子論，宣布愛因斯坦論解釋之后，人們才正確評價了光量子論，宣布愛因斯坦由于由于“在理論物理學方面的成就，特別是光電效應定律的在理論物理學方面的成就，特別是光電效應定律的發現發現”而授予他而授予他1921年度的諾貝爾物理學獎。年度的諾貝爾物理學獎。 17 愛因斯坦和普朗克不同，當時就堅信自己的光量子論愛因斯坦和普朗克不同，當時就堅信自己的光量子論是是“非常革命的非常革命的”。的確，光量子論并不是簡單地復活光。的確，光量子論并不是簡單地復活光微粒說，而是揭示了光的波粒二象性。對統計平均現象光微粒說，而是揭示了光的波粒二象性。對統計平均現象光表現為波動，對瞬時漲落現象光表現為粒子。光量子論

22、第表現為波動，對瞬時漲落現象光表現為粒子。光量子論第一次確認了光的波粒二象性這個最基本的性質。一次確認了光的波粒二象性這個最基本的性質。 繼光量子論之后，繼光量子論之后，1906年愛因斯坦又把量子假說應用年愛因斯坦又把量子假說應用到固體彈性振動上去，成功地解決了古典物理學理論在低到固體彈性振動上去，成功地解決了古典物理學理論在低溫固體比熱問題上所遇到的難題，這個結果標志著一個重溫固體比熱問題上所遇到的難題，這個結果標志著一個重要的進展，因為它表明要的進展，因為它表明普朗克常數普朗克常數也出現在與輻射無關的也出現在與輻射無關的現象中。量子論的下一步現象中。量子論的下一步 發展是由丹麥物理學家玻爾

23、作出發展是由丹麥物理學家玻爾作出的，他把舊量子論推到頂峰，同時他也為從舊量子論的，他把舊量子論推到頂峰，同時他也為從舊量子論 向新向新量子論的過渡起了重要的作用。量子論的過渡起了重要的作用。 183、玻爾的原子結構理論、玻爾的原子結構理論 玻爾玻爾 玻爾首先把普朗克的量子假玻爾首先把普朗克的量子假說推廣到原子內部的能量，來解說推廣到原子內部的能量，來解決盧瑟福原子模型在穩定性方面決盧瑟福原子模型在穩定性方面的困難。他在友人漢森的啟發下的困難。他在友人漢森的啟發下從光譜線的組合定律達到定態躍從光譜線的組合定律達到定態躍遷的概念。在遷的概念。在1913年年7、9和和11月發月發表了長篇論文表了長篇

24、論文論原子構造和分論原子構造和分子構造子構造的三個部分。的三個部分。19玻爾的原子理論給出這樣的原子圖像：玻爾的原子理論給出這樣的原子圖像：電子在一些特定的可能軌道上繞核作圓周運動，電子在一些特定的可能軌道上繞核作圓周運動，離核愈遠能量愈高；離核愈遠能量愈高；可能的軌道由電子的角動量必須是可能的軌道由電子的角動量必須是 h/2 的整數的整數倍決定；倍決定；當電子在這些可能的軌道上運動時原子不發射當電子在這些可能的軌道上運動時原子不發射也不吸收能量，只有當電子從一個軌道躍遷到也不吸收能量，只有當電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時原子才發射或吸收能量，而且發另一個軌道時原子才發射或吸收能量，而且發射

25、或吸收的輻射是單頻的，輻射的頻率和能量射或吸收的輻射是單頻的，輻射的頻率和能量之間關系由之間關系由 Ehv給出。給出。20 玻爾的理論成功地說明了原子的穩定性和氫原子光玻爾的理論成功地說明了原子的穩定性和氫原子光譜線規律。玻爾的理論大大擴展了量子論的影響，加速譜線規律。玻爾的理論大大擴展了量子論的影響，加速了量子論的發展。了量子論的發展。1915年，德國物理學家索末菲把玻爾年，德國物理學家索末菲把玻爾的原子理論推廣到包括橢圓軌道，并考慮了電子的質量的原子理論推廣到包括橢圓軌道，并考慮了電子的質量隨其速度而變化的狹義相對論效應，導出光譜的精細結隨其速度而變化的狹義相對論效應，導出光譜的精細結構同

26、實驗相符。構同實驗相符。 1916年，愛因斯坦從玻爾的原子理論出發用統計的年，愛因斯坦從玻爾的原子理論出發用統計的方法分析了物質的吸收和發射輻射的過程，方法分析了物質的吸收和發射輻射的過程， 導出了普朗導出了普朗克輻射定律。愛因斯坦的這一工作綜合了量子論第一階克輻射定律。愛因斯坦的這一工作綜合了量子論第一階段的成就，把普朗克、愛因斯坦、玻爾三人的工作結合段的成就，把普朗克、愛因斯坦、玻爾三人的工作結合成一個整體。成一個整體。 214、量子力學的矩陣力學的建立和演化、量子力學的矩陣力學的建立和演化 量子力學的矩陣形式的理論體系是由海森伯開創的量子力學的矩陣形式的理論體系是由海森伯開創的 1925

27、年年5月底，海森伯患枯草熱病，告假去北海赫耳果蘭島月底，海森伯患枯草熱病，告假去北海赫耳果蘭島療養療養10天。在那里他想到愛因斯坦處理同時性概念的啟示，天。在那里他想到愛因斯坦處理同時性概念的啟示，確立了確立了“物理學只處理可觀察量物理學只處理可觀察量”的觀念。的觀念。沿著這個思路，他拋棄了玻爾理論中的電子軌道這個不可觀沿著這個思路，他拋棄了玻爾理論中的電子軌道這個不可觀察量而代之以可觀察的輻射頻率和強度這些光學量，把玻爾察量而代之以可觀察的輻射頻率和強度這些光學量，把玻爾的對應原理加以擴充，猜測出一套新量子論的數學方案。的對應原理加以擴充，猜測出一套新量子論的數學方案。在在6月上旬完成了月上

28、旬完成了關于一些運動學和力學關系的量子論的關于一些運動學和力學關系的量子論的重新解釋重新解釋的論文，并于的論文，并于7月中旬寄給玻恩去鑒定是否值得月中旬寄給玻恩去鑒定是否值得發表。玻恩把它推發表。玻恩把它推 薦給德國薦給德國物理學期刊物理學期刊發表。發表。 舊量子論是以電子運動的古典力學和舊量子論是以電子運動的古典力學和與其不相容的量子假設的不自然的結合為與其不相容的量子假設的不自然的結合為基礎的?；A的。22玻恩經過一個星期的鉆研發現海森伯的數學方案是玻恩經過一個星期的鉆研發現海森伯的數學方案是70 多多年前就已創造出來的矩陣乘法。由于玻恩不熟悉矩陣數年前就已創造出來的矩陣乘法。由于玻恩不熟

29、悉矩陣數學，于是到處請教，最后遇到熟悉矩陣數學而又愿意合學，于是到處請教，最后遇到熟悉矩陣數學而又愿意合作的年輕人約爾丹。作的年輕人約爾丹。9 月份他們兩人聯合發表了題為月份他們兩人聯合發表了題為論論量子力學量子力學的論文，用數學矩陣的方法發展了海森伯的的論文，用數學矩陣的方法發展了海森伯的思想。思想。他們同時和在哥本哈根的海森伯通信討論，三人合作的他們同時和在哥本哈根的海森伯通信討論，三人合作的論文論文論量子力學論量子力學于于12月發表，把量子力學發展成月發表，把量子力學發展成系的理論。系的理論。在這個理論中，牛頓力學的運動方程被矩陣之間的類似在這個理論中，牛頓力學的運動方程被矩陣之間的類似

30、方程所代替，后來人們把這個理論稱為矩陣力學，以區方程所代替，后來人們把這個理論稱為矩陣力學，以區別量子力學的另一種形式別量子力學的另一種形式波動力學。隨后玻恩同維波動力學。隨后玻恩同維納合作，用算符理論推廣了矩陣力學，發展出量子力學納合作，用算符理論推廣了矩陣力學，發展出量子力學的算符表示形式的算符表示形式算符力學。算符力學。23比海森伯還年輕的英國劍橋大學的狄拉克不滿足于海森伯的比海森伯還年輕的英國劍橋大學的狄拉克不滿足于海森伯的表述形式，試圖使它同牛頓力學的推廣形式表述形式，試圖使它同牛頓力學的推廣形式哈密頓方程哈密頓方程相適應。相適應。1925年年11月月7日，他完成了論文日，他完成了論

31、文量子力學的基本量子力學的基本方程方程，參照古典力學的泊松括號引入量子泊松括號，把古，參照古典力學的泊松括號引入量子泊松括號，把古典力學方程改造成量子力學方程。典力學方程改造成量子力學方程。245、量子力學的波動力學的誕生、量子力學的波動力學的誕生 法國人德布羅意推廣了愛因斯坦的光量子論，提出物法國人德布羅意推廣了愛因斯坦的光量子論，提出物質波概念，并沿著物質波的道路找到了環繞原子核的物質質波概念，并沿著物質波的道路找到了環繞原子核的物質波的波動方程。從而導致量子力學的另一種形式波的波動方程。從而導致量子力學的另一種形式波動波動力學的誕生。力學的誕生。 德布羅意本來是學歷史的，大學畢業后轉學物

32、理。他德布羅意本來是學歷史的，大學畢業后轉學物理。他起初對相對論有興趣，很快又研究起輻射理論。在愛因斯起初對相對論有興趣，很快又研究起輻射理論。在愛因斯坦關于光的波粒二象性和布里淵用駐波概念詮釋玻爾坦關于光的波粒二象性和布里淵用駐波概念詮釋玻爾索末菲量子化條件的啟發下，試圖建立一種理論，把實物索末菲量子化條件的啟發下，試圖建立一種理論，把實物的粒子性和某種波動性綜合起來。的粒子性和某種波動性綜合起來。25 1923年年9-10月，德布羅意一連發表三篇短文，指出月，德布羅意一連發表三篇短文，指出愛因斯坦的公式愛因斯坦的公式E=hv不僅適用于光子，也應適用于電不僅適用于光子，也應適用于電子。就是說

33、，一向被人看作粒子的電子也應具有波動子。就是說，一向被人看作粒子的電子也應具有波動的性質，它的波長的性質，它的波長 =h/p。他預言電子穿過小孔時，會。他預言電子穿過小孔時，會像光一樣呈現衍射現象。借助于這種物質波，他解釋像光一樣呈現衍射現象。借助于這種物質波，他解釋了玻爾的定態概念，為玻爾了玻爾的定態概念，為玻爾索末菲的量子化條件索末菲的量子化條件提供了理論根據。提供了理論根據。 他還進一步指出關于自由粒子的新力學和舊力學之他還進一步指出關于自由粒子的新力學和舊力學之間的關系，完全同波動光學和幾何光學之間的關系一樣。間的關系，完全同波動光學和幾何光學之間的關系一樣。1924年，他向巴黎大學提

34、交的博士論文年，他向巴黎大學提交的博士論文關于量子理論關于量子理論的研究的研究是他以前的幾篇論文的總結和嚴密的論證。是他以前的幾篇論文的總結和嚴密的論證。26 在在1924年年4月召開的第四屆索爾維物理學會議上，月召開的第四屆索爾維物理學會議上，德布羅意的老師郎之萬向愛因斯坦介紹了德布羅意的德布羅意的老師郎之萬向愛因斯坦介紹了德布羅意的工作，一向喜歡物理學對稱性的愛因斯坦很感興趣，工作，一向喜歡物理學對稱性的愛因斯坦很感興趣，使得不太相信這個新奇理論的郎之萬接受了德布羅意使得不太相信這個新奇理論的郎之萬接受了德布羅意的論文，并于年底把德布羅意的論文寄給愛因斯坦。的論文，并于年底把德布羅意的論文

35、寄給愛因斯坦。 愛因斯坦在他同年愛因斯坦在他同年12月月6日致洛倫茲的信中稱它日致洛倫茲的信中稱它是解開物理學之謎的是解開物理學之謎的“第一道微光第一道微光”。在。在1925年年2月月發表的發表的單原子理想氣體的量子理論單原子理想氣體的量子理論的論文中提到的論文中提到德布羅意的物質波理論，這一舉動擴大了物質波理論德布羅意的物質波理論，這一舉動擴大了物質波理論的流傳和影響。的流傳和影響。27瑞士蘇黎世大學的薛定諤把德布羅意波推廣到束縛瑞士蘇黎世大學的薛定諤把德布羅意波推廣到束縛粒子上建立了波動力學。粒子上建立了波動力學。愛因斯坦愛因斯坦1925年年 2月發表的那篇關于量子統計的論文月發表的那篇關

36、于量子統計的論文引起了薛定諤對德布羅意思想的極大注意。他在同引起了薛定諤對德布羅意思想的極大注意。他在同年年12月完成的一篇論文月完成的一篇論文論愛因斯坦的氣體理論論愛因斯坦的氣體理論中說，中說， 按照德布羅意按照德布羅意愛恩斯坦運動粒子的波動理愛恩斯坦運動粒子的波動理論，粒子不過是波動背景上的一種論，粒子不過是波動背景上的一種“波峰波峰” 而已。而已。在蘇黎世聯邦工業大學和蘇黎世大學聯合舉辦的物在蘇黎世聯邦工業大學和蘇黎世大學聯合舉辦的物理學討論班上，他介紹了德布羅意的工作。蘇黎世理學討論班上，他介紹了德布羅意的工作。蘇黎世聯邦工業大學的理論物理學教授德拜向他提議，為聯邦工業大學的理論物理學

37、教授德拜向他提議，為了恰當地處理波，應當有一個波動方程。了恰當地處理波，應當有一個波動方程。28此后他致力于建立波動方程，此后他致力于建立波動方程，他得到了一個方程。他得到了一個方程。1926年年16月，他以同一題目月，他以同一題目作為本征值問題的作為本征值問題的量子化量子化發表了發表了4 篇論文。波動力學誕生了。篇論文。波動力學誕生了。按照這個理論，原子的狀態由一個波函數描述，它按照這個理論，原子的狀態由一個波函數描述，它隨時間的變化遵循隨時間的變化遵循 一個偏微分方程。一個偏微分方程。他成功地推導出氫原子各定態的能量值作為他的波他成功地推導出氫原子各定態的能量值作為他的波動方程的本征值，并

38、給出將一套古典運動方程轉換動方程的本征值，并給出將一套古典運動方程轉換成多維空間中對應的波動方程的更一般的規定。成多維空間中對應的波動方程的更一般的規定。29 對于同一對象竟然出現兩種形式完全不同的理論，在開對于同一對象竟然出現兩種形式完全不同的理論，在開始的時候，創立者雙方各對對方的理論反感并進行挑剔。始的時候，創立者雙方各對對方的理論反感并進行挑剔。海森伯公開寫文章指責薛定諤的方法并沒有得到德布羅意海森伯公開寫文章指責薛定諤的方法并沒有得到德布羅意意義上的波動方程。泡利在一封信中說：意義上的波動方程。泡利在一封信中說：“我越掂量薛定我越掂量薛定諤理論的物理部分，我越感到憎惡諤理論的物理部分

39、，我越感到憎惡”。狄拉克在晚年的回。狄拉克在晚年的回憶中承認，當初他對波動力學有點敵意，理由是，他覺得憶中承認，當初他對波動力學有點敵意，理由是，他覺得既然已經有了一種完美的量子力學，為什么還要回到海森既然已經有了一種完美的量子力學，為什么還要回到海森伯以前的階段。伯以前的階段。同樣，薛定諤對海森伯理論也很反感。在同樣，薛定諤對海森伯理論也很反感。在1926年的一篇文年的一篇文章中說，他對那種蔑視任何形象化的、章中說，他對那種蔑視任何形象化的、 頗為困難的超越代頗為困難的超越代數方法感到厭惡和沮喪。數方法感到厭惡和沮喪。6、矩陣力學和波動力學的殊途同歸、矩陣力學和波動力學的殊途同歸30 但老一代物理學家幾乎都傾向薛定諤的理論。愛因斯坦但老一代物理學家幾乎都傾向薛定諤的理論。愛因斯坦在致薛定諤的信中稱贊他的天才思想。索末菲為之高興。普在致薛定諤的信中稱贊他的天才思想。索末菲為之高興。普朗克像一個朗克像一個 孩子讀謎語那樣反復讀他的文章。孩子讀謎語那樣反復讀他的文章。 歷史的發展往往出人意料。歷史的發展