20分钟了解《七堂极简物理课》：量子力学
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大家不要以为量子理论只是理论物理学，它早已广泛应用到各个方面。
比如，我们所用的电脑，就与它密切相关。
再比如，教室里挂着的门捷列夫元素周期表，为什么是这些元素被列在表上呢？为什么元素周期表的结构是这样的呢？
答案就是，每一种元素都是量子力学最主要方程的一个解。
整个化学学科都基于这一个方程。
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还有我们不久前发射的墨子号卫星。
现在知道这个理论多牛了吧？那为什么爱因斯坦不愿承认呢？难道它还有什么缺陷吗？
了解这些，要从四位物理大牛谈起。
第一位大牛，是德国物理学家马克斯·普朗克。
他在计算黑体辐射时，发现无论怎么计算都违背能量守恒定律。
于是，便提出一个方法：假设电磁场的能量都分布在一个个的“量子”上，也就是说能量是一包一包或一块一块的。
用这个方法计算出的结果与测量得到的数据完全吻合，但却与人们的认知背道而驰。
当时，人们认为能量是连续变动的，硬把它说成是由一堆“碎砖块”构成的，简直是无稽之谈。
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第二位大牛，是爱因斯坦（怎么又是您老人家）。
他提出，光是由成包的光粒子构成的，即光子。
假设光的能量在空间中的分布是不连续的，就能更好地理解有关黑体辐射、荧光、紫外线产生的阴极射线，以及其他有关光的发射和转化的现象。
第三位大牛，丹麦人尼尔斯·玻尔（不是打乒乓球的那个）。
他了解到原子核内电子的能量跟光能一样，只能是特定值。
电子只有在特定的能量之下，才能从一个原子轨道“跳跃”到另一个原子轨道上，并同时释放或吸收一个光子，这就是著名的“量子跃迁”。
第四位大牛，率先为这个新理论列出方程的德国天才——维尔纳· 海森堡。
他想象电子并非一直存在，只在有人看到它们时，更确切地说，只有和其他东西相互作用时它们才会存在。
当它们与其他东西相撞时，就会以一个可计算的概率出现。
从一个轨道到另一个轨道的“量子跃迁”是它们现身的唯一方式：一个电子就是相互作用下的一连串跳跃。
如果没有受到打扰，电子就没有固定的栖身之所，它甚至不会存在于一个所谓的“地方”。
这就是上帝拼图少的那一块，也是爱因斯坦不愿承认量子的理由。
在量子力学中，没有一样东西拥有确定的位置！
除非它撞上了别的东西。
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爱因斯坦始终认为，有独立于相互作用之外的客观存在。
他承认，量子理论是人类认识世界进程中的一个巨大进步，但他还是坚信，事情不可能如此荒诞离奇，在这一切“背后”一定存在着一个更为合理的解释。
不过，这个解释目前还找到。
考虑到广义相对论方程的简洁与完美，理想主义的爱因斯坦自然就对量子力学的完整性和科学性有所疑虑了。
不过，这并不能阻挡量子力学的伟大。它与广义相对论一起，构成了20世纪物理学的两大支柱。
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