230量子力学的微观量子相互作用显粒子，整体传递机制显波动

量子力学提出后，它不仅成功地阐明了原子结构问题，而且打通了理解尺度较大的分子和固体、液体和气体物理，以及更小尺度的原子核物理的道路。Bloch的能带论的提出，阐明了固体有金属、半导体和绝缘体之分。Heisenberg对金属电子相互作用的研究，说明了某些元素的强磁性。Gamow用粒子的势垒隧穿(tunnelling)概念，说明了α衰变的机制，这一点对后来核能的利用有重要意义。在这短短几年中的一系列发现，标志着物理学历史上一个空前成就的时期。量子理论往纵深发展的很重要一步，是Dirac于1928年提出的相对论性波动方程(Dirac方程)。这个方程的主要成果之一，是对氢原子光谱的精细结构和电子的自旋的本质给予了满意的描述。另一个重大成果是预言反物质的存在，并被后来实验所证实。在Dirac上述两项工作的基础上，在20世纪30年代诞生了量子场论，构成了量子力学发展的另一个大领域。关于非相对性量子力学理论的后期进展中，还应提到RP。Feynman(1918～1988)在20世纪40年代的路径积分(pathintegral)理论的工作。量子力学与经典力学的密切关系，在路径积分中展现得格外清楚。如果说Heisenberg的矩阵力学是经典正则力学的量子对应，Schrödinger的波动力学则与经典力学中的Jacobi-Hamilton方程有密切的关系。概括起来，它们都与经典力学的Hamilton形式有渊源关系。与此不同，Feynman的路径积分理论则与经典力学的Lagrange形式有密切关系，其突出的优点是易于推广到相对论情况，所以在量子场论中有广泛的应用。

尽管量子力学在提出后的短短几年中取得辉煌成就，但是关于量子力学的诠释及适用范围，却出现了激烈的争论。特别是Schrödinger方程中的“波函数”的物理含义是什么?MBorn通过对散射实验中粒子的角分布的分析，提出了“波函数的概率诠释”。它得到了无数实验的支持。Bohr相信，“量子理论诠释的关键在于，必须把彼此矛盾的波动与粒子这两种描述协调起来”，并认为，“波粒二象性(Wave-Particle Duality)是辐射(Radiation)和实物粒子(Material Particle)都具有的内禀的和不可避免的性质”。“波动与粒子描述是两个理想的经典概念，各自有其适用范围。在特定的物理现象的实验探索中，辐射与实物都可展现其波动性或粒子性。但这两种理想的描绘中的任何单独一方，都不能对所研究的现象给出完整的说明”。为了表达这种彼此不相容，而为了完整描述又都是必要的逻辑关系，Bohr提出了“互补性原理”(Complementarity Principle)。Heisenberg则沿着另一种思路来考虑，他把问题简单反过来问:量子理论本身决定什么东西能被实验观测到。经过计算，他得出如下惊人的结论:“正如人们能从数学表达看出那样，人们无法知道一个粒子同时的坐标和动量。”即测量坐标或动量的任何实验，必然导致对其共轭变量的信息的不确定性。两个变量的不确定度之乘积不能小于由Planck常数给出的一个量。特别是对于一个实物粒子的正则坐标q和正则动量p，它们的不确定度满足△q△p≥h/2。这个关系给出了在微观世界中应用经典粒子的坐标和动量概念时应受到的限制，后来人们称之为Heisenberg不确定度关系(Uncertainty Relation)，它展示了量子力学和经典力学规律的本质上的差异。

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