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     量子力学理论五条发展路线

现行量子力学理论是沿着P、A、B、C、D五条路线发展的.

物理学究物质的运动规律，从物质的质量角度去分类，物质分为两类，一类是有质量的物质，他们遵从牛顿方程，另一类是无静止质量的电磁波，由麦克斯韦方程描述.它们共同成为经典物理，对处理这类物质的问题它们一直都很成功，引发了工业革命和电气革命，然而到了1900年前后，由于科学技术的发展，电子的发现，人们开始研究微观粒子的运动规律，如原子的辐射，光对原子的作用，原子的内部结构等，情况就变了，经典物理不再能解释它们的运动规律，遇到很多无法解决的困难，由此出现了二十世纪的开尔文勋爵口中的经典物理头顶的“一朵乌云”.

P线始于1900年普朗克的黑体辐射理论.由于普朗克的理论存在一些重要缺失，在爱因斯坦的直接推动下，先后有数十位学者不断对其作补充修改，直到1924年玻色-爱因斯坦量子统计理论的建立，物理学家才恍然醒悟，原来正确的黑体辐射公式就是玻色子的量子统计律，P线的探索发展就此告终.

A线是1905年在爱因斯坦光的波粒二象性学说的引导下发展的，1924年德布罗意将其扩展为实物粒子也具有波粒二象性.1926年初薛定谔经爱因斯坦引介接受了波粒二象性学说后，独立创建了波动力学形式的量子力学理论.印度人Bose给爱因斯坦写了一封信，希望推荐他的论文，他把光看成是不可区分的粒子的集合，从而发展出玻色—爱因斯坦统计方法，服从这类统计的粒子称为玻色子（互可替代的粒子性质），它们不服从泡利不相容定理.　

B线是指玻尔-海森伯量子力学理念所引导的量子力学发展路线，它起始于1913年玻尔的以定态跃迁假设为思想理论基础的量子论的氢原子理论.Niels Bohr一开始提出量子理论可以计算出氢原子的谱线.之后的电子壳层理论模型有鲜明的量子特点，在特定的能级x上电子以n_x频率作周期运动，于是可以用傅立叶分析将其展开为无限个频率为nn_x的简谐振动的叠加.他也认为能量的跃迁是一个量子化的行为.玻尔模型在当时是最能说明原子的性质和行为，形象地说：原子的10³⁰倍就如同银河系的结构，这类似所谓“分形宇宙”模型的观点.后人认为玻尔模型实际上是半理论半经验的.没有解决基本理论问题.因为两个或两个以上电子的谱线计算就不行了.他是Gobenhagen学派的创始人.1919年他和爱因斯坦、Plank一道讨论了量子力学的物理问题，但没有得到共同的认识.德布罗意受到Bullian的启发，认为电子在前进时总是伴随着一个波，速度为c²/n₀，他以自己的博士论文获得了Nobel奖，而Thomson父子却因为证明电子衍射而也获得Nobel奖.

一个电子的直径小于一亿分之一埃，它的质量小于10^-30千克.但伴随着一个电子有Ψ波函数.不过当测量它们时p动量或q位置是会不确定的，因为它们太小了，任何测量都会影响对方的实际值，从而使pq成为一对共轭量.这就是海森堡发明的量子力学中的不确定原理.零点能即T=0时E=hn/2，量子处在基态时的能量.Dp×Dq>h/4p;DE×Dt>h都是不确定规则.能量与物质是可以转换的，真空就提供了能量转换涨落的最好介质.要注意l=h/mn，即p=h/l，而E=hn，它们都与波动有关.不确定原理是同时建立在连续性与不连续性两者之上的.Gobenhagen量子论学派解释量子力学的核心就是玻尔的互补原理，波恩的概率解释和海森堡的不确定原理三者的结合.1927年的第五届索尔维会议使Gobenhagen派遇到了爱因斯坦们的反击.如EPR佯谬；Schrodingercat等的疑问.

A线与B线在科学理念上存在原则性的分歧，二者相“斗”为C线，其主体就是以爱因斯坦和玻尔各为旗手的量子力学两大学派的持续争论，至今还难言其终点在哪里.A线与B线搁置分歧，在科学层面取长补短，相互妥协求同，形成各有保留的共识.

D线主要是以狄拉克为代表的.狄拉克认为用经典的泊松括号可以得到xy-yx的差值.然后把它用于经典力学的H函数，从而导出能量守恒条件和玻尔的频率条件.泡利不相容原理解决了量子自旋问题—即1/2量子数的存在.Schrodinger大器晚成，他把电子看成德布罗依波，用一个波动方程表示△y+8p²m/h²(E-V)ψ=0，E为体系总能量，V是势能—-e²/r.这是非相对论（与时间无关），也可用普遍形式来表示（加时间因素）.他证明古老经典力学只是新生波动力学的一种特殊表现.Ψ波函数是由正炫波组成，但它的在各种尺度上伸展都不大，可以看成一个“波包”，当它前进时看起来就像一个粒子.玻恩说：Ψ波函数，Ψ的平方代表电子出现在某个地点的一种随机一种概率，像一个波，严格地按照Ψ的分布所展开.关于此点粒子论者是有不同看法的.

JohnVonNeumann是数学天才，他在1932年写的“量子力学的数学基础”将希尔补伯特的算子理论引入量子理论中，把这一物理体系从数学上严格化了.他认为波函数可以看作希尔伯特空间中的一个矢量，而“坍缩”则是它在某一方向上的投影.Weigena是将郡论用于量子力学的第一人.MWI可以理解为多维空间中的一个点，在数学上代表多个变量，或说高维空间就是系统的相空间.从而，其中的点可以用哈密顿方程来描述.在量子理论中往往把经典的相空间改造成复杂的希尔伯特矢量空间.用Dirac引入的代号为：IX>或波函数Iy>＝？.或叫U过程（叠加态演化）和R过程（坍缩）.1970年后提出的退相干理论解释了这一现象.量子叠加态在宏观层面上的瓦解，正是退相干的直接后果.宏观与微观的关键区别在于牵涉到维度的不同（指构造量子态矢量所依赖的希尔伯特空间，而非真实时空）；前者属高维度，而后者系低维度.这些观点在解释宇宙问题时很有用.

GRW理论—微观上的量子叠加（或叫自发定域）和宏观上的物体的不可叠加性.这个理论在技术上被接受但实际上受质疑.用1942年费曼提出的路径积分法可以表达量子的叠加态.这是第三种表达量子力学的方法.量子场论—真空不过是粒子的一种不同的形态（基态），场是能量表现的各种形态.于是有处理电子能量计算的QED量子电动力学.它实际上是量子力学和狭义相对论的联合产物.