量子力學發展與歷史

A. 量子力學的發展過程是怎樣的

曾經有一位著名的科學家在1893年宣告，他相信曾經能夠做出偉大發現的時代已經離我們而去了，因為幾乎一切都已被發現，將來的科學家除了更加精確地重復19世紀做過的實驗，使原子量在小數位上有所添加以外，不可能有更多的作為。

但事實證明這位科學家錯了。因為，即使擁有19世紀所取得的全部知識，也無法說明X射線和鈾的放射性這兩種現象。這是新生事物，它好像完全不合乎自然規律，背離了人類關於原子的認識。X射線和放射性像兩個雪球，一旦滾動起來，必將如同雪崩一樣引出一系列科學發現。

古人對物質元素的認識，是人類探究微觀世界的起源。遠古時代的人類在長期的生活實踐中，發明了制陶，掌握了煉銅、煉鐵等技藝，他們看到了物質可以重新組合並發生質的變化，於是就開始思考有關物質的構成與變化的原因。比如在我們這個神奇的大自然中，冬天水結成冰，夏天冰又化成水，而且在地熱泉中，水又蒸發為氣體。人們還看見萬物在大地上生長，又消失在大地之中，對於天地萬物和人類的本源，人們一直懷有強烈的好奇心，試圖從本質上理解和認識事物本身。最原始的元素學說就這樣萌生了，開始了人類最初的對微觀世界的認識。

經過人類不斷努力地探索研究，今天我們知道物質世界是由一些很小的粒子——原子組成的，各種原子按照本身的規律相互連接，形成了分子，各種各樣的分子聚集在一起就是我們豐富多彩的世界。可是，原子是怎樣相互連接的呢?這就不能不提及到原子內部的結構。原子是由一個位於中心的原子核和核外的電子組成的，原子核帶正電，而電子帶的是負電，這樣整個原子對外就不顯電性。電子在原子中並不是靜止的，而是繞著原子核做高速的運動，電子的高速運動在原子的周圍形成像雲一樣的外衣，也叫電子雲。不同的原子內電子的數目不同，電子運動的模式也不同。舉一個例子來說，就像一個班的同學，大家都穿上形狀各異的外殼，由於外殼的形狀不同，使得有些人靠在一起會比較舒服，而有些人很難靠到一起。當然實際情況還要復雜得多，上面只是一個簡單化的比喻。我們如果真的想理解原子等一些基本粒子的行為，就必須引入量子力學。

1900年，德國物理學家普朗克發表了一篇論文，導致了量子理論的出現。普朝克提出「量子論」，吹響了20世紀物理學革命的進軍號。在同一年，孟德爾遺傳學說被確認，成為生物科學上劃時代的一年。在同一年，德蘭斯特納發現了血型，拯救了無數人的生命。到2000年，人類在量子論、相對論、基因論、資訊理論等方面都取得了以前難以想像的飛躍發展。人類一直在研究我們生活的地球和宇宙。現在，人類的觀察范圍不僅已達150多億光年之遙，而且可以深入到原子核中去觀察「誇克」等基本粒子的特徵。

量子力學是20世紀人類在物理學領域的最偉大最重要的發明之一。量子力學和狹義相對論被認為是近代物理學的兩大基礎理論。量子力學主要研究微觀粒子運動規律。20世紀初大量實驗事實和量子論的發展，表明微觀粒子同時具有粒子性和波動性，它們的運動不能用通常的宏觀物體運動規律來描述。量子力學的建立大大促進了原子物理學、固體物理學和原子核物理學等學科的發展，並標志著人們對客觀規律的認識從宏觀世界已經開始向微觀世界深入發展。

量子力學的奠基人玻爾曾經說過：「誰如果在量子面前不感到震驚，他就不懂得現代物理學；同樣如果誰不為此理論感到困惑，他也不可能是一個好的物理學家。」的確，量子力學確實很難理解，原因之一就是在微觀世界裡的很多事情，同我們所能看到的宏觀世界存在很大的差別，有些可能是我們難以想像的。就像隧道效應令人絞盡腦汁的例子一樣。如下圖所示，在經典力學控制下，獅子不可能越過障礙吃到你，可是在量子力學控制下，獅子卻可以直接穿過那個堡壘，好像挖了一個隧道跑出來一樣，看起來有些像「嶗山道士」裡面的穿牆術吧!在這里只是做了個比方，現實生活中你無需擔心獅子會從籠子里直接鑽出來。因為我們的宏觀世界是不會發生這樣的事情的。可是在微觀世界裡，電子等微觀粒子卻經常能夠「穿牆而過」。

B. 量子力學史的簡介

1923年路易·德布羅意（Louis de Broglie）在他的博士論文中提出光的粒子行為與粒子的波動行為應該是對應存在的。他將粒子的波長和動量聯系起來：動量越大，波長越短。這是一個引人入勝的想法，但沒有人知道粒子的波動性意味著什麼，也不知道它與原子結構有何聯系。然而德布羅意的假設是一個重要的前奏，很多事情就要發生了。

C. 量子論經歷了哪些發展歷程

編輯本段意義
1928年狄拉克將相對論運用於量子力學，又經海森伯、泡利等人的發展，形成了量子電動力學，量子電動力學研究的是電磁場與帶電粒子的相互作用。 1947年，實驗發現了蘭姆移位。 1948-1949年，里查德·費因曼（Richard Phillips Feynman）、施溫格（J.S.Schwinger）和朝永振一郎用重正化概念發展了量子電動力學，從而獲得1965年諾貝爾物理學獎。編輯本段為量子論的創立及發展作出貢獻的科學家
維恩（Wilhelm Wien）
首先提出量子論的德國物理學家普朗克
瑞利（Lord Rayleigh） 普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck） 狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac） 尼爾斯·玻爾（Niels Bohr） 路易·德布羅意（Prince Louis-victor de Broglie） 薛定諤（Erwin Schrödinger） 海森伯（Werner Karl Heisenberg） 沃爾夫岡·泡利（Wolfgang Ernst Pauli） 玻恩（Max Born） 理查德·費曼（Richard Phillips Feynman） 海因里希·赫茲（Heinrich Rudolf Hertz） 密立根（Robert Andrews Millikan）
量子論(圖)愛因斯坦
阿爾伯特·愛因斯坦 （Albert Einstein）編輯本段量子論的發展歷程
量子理論的創建過程是一部壯麗的史詩:
量子論的初期：
1900年普朗克為了克服經典理論解釋黑體輻射規律的困難，引入了能量子概念，為量子理論奠下了基石。 隨後，愛因斯坦針對光電效應實驗與經典理論的矛盾，提出了光量子假說，並在固體比熱問題上成功地運用了能量子概念，為量子理論的發展打開了局面。 1913年，玻爾在盧瑟福有核模型的基礎上運用量子化概念，提出玻爾的原子理論，對氫光譜作出了滿意的解釋，使量子論取得了初步勝利。隨後，玻爾、索末菲和其他物理學家為發展量子理論花了很大力氣，卻遇到了嚴重困難。舊量子論陷入困境。
量子論的建立：
1923年，德布羅意提出了物質波假說，將波粒二象性運用於電子之類的粒子束，把量子論發展到一個新的高度。 1925年-1926年薛定諤率先沿著物質波概念成功地確立了電子的波動方程，為量子理論找到了一個基本公式，並由此創建了波動力學。 幾乎與薛定諤同時，海森伯寫出了以「關於運動學和力學關系的量子論的重新解釋」為題的論文，創立了解決量子波動理論的矩陣方法。 1925年9月，玻恩與另一位物理學家約丹合作，將海森伯的思想發展成為系統的矩陣力學理論。不久，狄拉克改進了矩陣力學的數學形式，使其成為一個概念完整、邏輯自洽的理論體系。 1926年薛定諤發現波動力學和矩陣力學從數學上是完全等價的，由此統稱為量子力學，而薛定諤的波動方程由於比海森伯的矩陣更易理解，成為量子力學的基本方程。

D. 量子力學發展的歷史進程對我們有什麼啟示

1900年12月14日這個日子，這一天就是量子力學的誕辰。量子的幽靈從普朗克的方程中脫胎出來，開始在歐洲上空游盪。幾年以後，它將爆發出令人咋舌的力量，把一切舊的體系徹底打破，並與聯合起來的保守派們進行一場驚天動地的決斗。我們將在以後的章節里看到，這個幽靈是如此地具有革命性和毀壞性，以致於它所過之處，最富麗堂皇的宮殿都在瞬間變成了斷瓦殘垣。

E. 量子力學史

有人引用量子力學中的隨機性支持自由意志說，但是第一，這種微觀尺度上的隨機性和通常意義下的宏觀的自由意志之間仍然有著難以逾越的距離；第二，這種隨機性是否不可約簡(irrecible)還難以證明，因為人們在微觀尺度上的觀察能力仍然有限。
自然界是否真有隨機性還是一個懸而未決的問題。統計學中的許多隨機事件的例子，嚴格說來實為決定性的。 量子力學是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，而且在化學等有關學科和許多近代技術中也得到了廣泛的應用。

量子力學的發展簡史

量子力學是在舊量子論的基礎上發展起來的。舊量子論包括普朗克的量子假說、愛因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。

1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場和物質交換能量是以間斷的形式(能量子)實現的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數稱為普朗克常數，從而得出黑體輻射能量分布公式，成功地解釋了黑體輻射現象。

1905年，愛因斯坦引進光量子(光子)的概念，並給出了光子的能量、動量與輻射的頻率和波長的關系，成功地解釋了光電效應。其後，他又提出固體的振動能量也是量子化的，從而解釋了低溫下固體比熱問題。

1913年，玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。按照這個理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運動，原子具有確定的能量，它所處的這種狀態叫「定態」，而且原子只有從一個定態到另一個定態，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有許多成功之處，但對於進一步解釋實驗現象還有許多困難。

在人們認識到光具有波動和微粒的二象性之後，為了解釋一些經典理論無法解釋的現象，法國物理學家德布羅意於1923年提出微觀粒子具有波粒二象性的假說。德布羅意認為：正如光具有波粒二象性一樣，實體的微粒(如電子、原子等)也具有這種性質，即既具有粒子性也具有波動性。這一假說不久就為實驗所證實。

德布羅意的波粒二象性假設：E=ħω，p=h/λ，其中ħ＝h/2π，可以由E=p²/2m得到λ＝√(h²/2mE)。

由於微觀粒子具有波粒二象性，微觀粒子所遵循的運動規律就不同於宏觀物體的運動規律，描述微觀粒子運動規律的量子力學也就不同於描述宏觀物體運動規律的經典力學。當粒子的大小由微觀過渡到宏觀時，它所遵循的規律也由量子力學過渡到經典力學。

量子力學與經典力學的差別首先表現在對粒子的狀態和力學量的描述及其變化規律上。在量子力學中，粒子的狀態用波函數描述，它是坐標和時間的復函數。為了描寫微觀粒子狀態隨時間變化的規律，就需要找出波函數所滿足的運動方程。這個方程是薛定諤在1926年首先找到的，被稱為薛定諤方程。

當微觀粒子處於某一狀態時，它的力學量(如坐標、動量、角動量、能量等)一般不具有確定的數值，而具有一系列可能值，每個可能值以一定的幾率出現。當粒子所處的狀態確定時，力學量具有某一可能值的幾率也就完全確定。這就是1927年，海森伯得出的測不準關系，同時玻爾提出了並協原理，對量子力學給出了進一步的闡釋。

量子力學和狹義相對論的結合產生了相對論量子力學。經狄拉克、海森伯和泡利等人的工作發展了量子電動力學。20世紀30年代以後形成了描述各種粒子場的量子化理論——量子場論，它構成了描述基本粒子現象的理論基礎。

量子力學是在舊量子論建立之後發展建立起來的。舊量子論對經典物理理論加以某種人為的修正或附加條件以便解釋微觀領域中的一些現象。由於舊量子論不能令人滿意，人們在尋找微觀領域的規律時，從兩條不同的道路建立了量子力學。

1925年，海森堡基於物理理論只處理可觀察量的認識，拋棄了不可觀察的軌道概念，並從可觀察的輻射頻率及其強度出發，和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學；1926年，薛定諤基於量子性是微觀體系波動性的反映這一認識，找到了微觀體系的運動方程，從而建立起波動力學，其後不久還證明了波動力學和矩陣力學的數學等價性；狄拉克和約爾丹各自獨立地發展了一種普遍的變換理論，給出量子力學簡潔、完善的數學表達形式。

海森堡還提出了測不準原理，原理的公式表達如下：ΔxΔp≥ħ/2。

量子力學的基本內容

量子力學的基本原理包括量子態的概念，運動方程、理論概念和觀測物理量之間的對應規則和物理原理。

在量子力學中，一個物理體系的狀態由態函數表示，態函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態。狀態隨時間的變化遵循一個線性微分方程，該方程預言體系的行為，物理量由滿足一定條件的、代表某種運算的算符表示；測量處於某一狀態的物理體系的某一物理量的操作，對應於代表該量的算符對其態函數的作用；測量的可能取值由該算符的本徵方程決定，測量的期待值由一個包含該算符的積分方程計算。

態函數的平方代表作為其變數的物理量出現的幾率。根據這些基本原理並附以其他必要的假設，量子力學可以解釋原子和亞原子的各種現象。

根據狄拉克符號表示，態函數，用<Ψ|和|Ψ>表示，態函數的概率密度用ρ＝<Ψ|Ψ>表示，其概率流密度用（ħ/2mi）（Ψ*▽Ψ－Ψ▽Ψ*）表示，其概率為概率密度的空間積分。

態函數可以表示為展開在正交空間集里的態矢比如|Ψ（x）>＝∑|ρ_i>，其中|ρ_i>為彼此正交的空間基矢，<m|n>＝δm,n為狄拉克函數，滿足正交歸一性質。

態函數滿足薛定諤波動方程，iħ(d/dt)|m>=H|m>,分離變數後就能得到不含時狀態下的演化方程H|m>＝En|m>，En是能量本徵值，H是哈密頓能量運算元。

於是經典物理量的量子化問題就歸結為薛定諤波動方程的求解問題。

關於量子力學的解釋涉及許多哲學問題，其核心是因果性和物理實在問題。按動力學意義上的因果律說，量子力學的運動方程也是因果律方程，當體系的某一時刻的狀態被知道時，可以根據運動方程預言它的未來和過去任意時刻的狀態。

但量子力學的預言和經典物理學運動方程(質點運動方程和波動方程)的預言在性質上是不同的。在經典物理學理論中，對一個體系的測量不會改變它的狀態，它只有一種變化，並按運動方程演進。因此，運動方程對決定體系狀態的力學量可以作出確定的預言。

但在量子力學中，體系的狀態有兩種變化，一種是體系的狀態按運動方程演進，這是可逆的變化；另一種是測量改變體系狀態的不可逆變化。因此，量子力學對決定狀態的物理量不能給出確定的預言，只能給出物理量取值的幾率。在這個意義上，經典物理學因果律在微觀領域失效了。

據此，一些物理學家和哲學家斷言量子力學擯棄因果性，而另一些物理學家和哲學家則認為量子力學因果律反映的是一種新型的因果性——幾率因果性。量子力學中代表量子態的波函數是在整個空間定義的，態的任何變化是同時在整個空間實現的。

20世紀70年代以來，關於遠隔粒子關聯的實驗表明，類空分離的事件存在著量子力學預言的關聯。這種關聯是同狹義相對論關於客體之間只能以不大於光速的速度傳遞物理相互作用的觀點相矛盾的。於是，有些物理學家和哲學家為了解釋這種關聯的存在，提出在量子世界存在一種全局因果性或整體因果性，這種不同於建立在狹義相對論基礎上的局域因果性，可以從整體上同時決定相關體系的行為。

量子力學用量子態的概念表徵微觀體系狀態，深化了人們對物理實在的理解。微觀體系的性質總是在它們與其他體系，特別是觀察儀器的相互作用中表現出來。

人們對觀察結果用經典物理學語言描述時，發現微觀體系在不同的條件下，或主要表現為波動圖象，或主要表現為粒子行為。而量子態的概念所表達的，則是微觀體系與儀器相互作用而產生的表現為波或粒子的可能性。

量子力學表明，微觀物理實在既不是波也不是粒子，真正的實在是量子態。真實狀態分解為隱態和顯態，是由於測量所造成的，在這里只有顯態才符合經典物理學實在的含義。微觀體系的實在性還表現在它的不可分離性上。量子力學把研究對象及其所處的環境看作一個整體，它不允許把世界看成由彼此分離的、獨立的部分組成的。關於遠隔粒子關聯實驗的結論，也定量地支持了量子態不可分離

F. 量子力學的發展史

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講解深入淺出地

比在這里問到的答案都要好。

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G. 哪位科學家主導了量子力學的發展歷程

哥布哈根學派是20世紀20年代初期形成的，為首的是丹麥著名物理學家尼爾斯*玻爾，玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等是這個學派的主要成員。它的發源地是玻爾創立的哥本哈根理論物理研究所。哥本哈根學派對量子力學的創立和發展作出了傑出貢獻，並且它對量子力學的解釋被稱為量子力學的「正統解釋」。玻爾本人不僅對早期量子論的發展起過重大作用，而且他的認識論和方法論對量子力學的創建起了推動和指導作用，他提出的著名的「互補原理」是哥本哈根學派的重要支柱。玻爾領導的哥本哈根理論物理研究所成了量子理論研究中心，由此該學派成為當時世界上力量最雄厚的物理學派。
哥本哈根學派的解釋在定量方面首先表述為海森伯的不確定關系。這類由作用量量子h表述的數學關系，在1927年9月玻爾提出的互補原理中從哲學得到了概括和總結，用來解釋量子現象的基本特徵——波粒二象性。所謂互補原理也就是波動性和粒子性的互相補充。
該學派提出的量子躍遷語言和不確定性原理(即測不準關系)及其在哲學意義上的擴展(互補原理)在物理學界得到普遍的採用。因此，哥本哈根學派對量子力學的物理解釋以及哲學觀點，理所當然是諸多學派的主體，是正統的、主要的解釋。

H. 對量子力學的百年發展史的通俗解釋，是怎樣的

關於這個問題，我個人的看法其實是，量子力學是目前為止，我們人類創造的最宏大，最深刻的物理理論。根據我個人膚淺的觀點，向你們廣泛解釋一下，量子力學的基本內容可能我並不是最合適的人，僅僅是因為我個人研究了量子力學的發展史，我願意藉此機會嘗試是否能從歷史發展的角度簡要解釋量子力學最基本的內容，鑒於這個理論他是如此廣闊的，所以一個簡短的介紹真的很難適應。

量子力學的核心原理跟概念也是理解量子力學的關鍵，因為它導致了量子論的許多具體特徵，這里包括概率描述，不確定性現象和量子糾纏態，微觀物體，如光子和電子既是粒子又是波，而且，在過去的宏觀經典物理理論中，粒子和波他們兩者是兩種性質非常不同的物體。

關於對量子力學的百年發展史的通俗解釋是怎樣的的問題，今天就解釋到這里。

I. 量子力學 多世界和多歷史的區別

1、多重歷史
如果我們單純談論微觀粒子，那麼它們處於多種不確定性的疊加態，我們只能計算其概率。粒子隨時間變化的歷史路徑，也在同時經歷多重歷史。但當我們關注某種復雜的特徵，比如薛定諤貓的死活時，我們是在關注兩族粒子的歷史，一族是貓死，另一族是貓活。這時，除貓的死活特徵外，兩族粒子的多重歷史相互抵消了，貓的死活成為確定態，貓不會經歷死和活的多重歷史，如果貓活，那麼貓死的歷史就沒有發生，反之亦然。
對於所有粒子的集合（就是宇宙）來說，在一個時間段，每一個粒子都同時經歷了多重歷史，只是因為我們關注的問題都過於復雜和宏觀，所以粒子的不確定性歷史抵消了，我們看到的宏觀特徵都是確定的結果。當我們在實驗中觀察微觀粒子狀態，我們也只能關注某一宏觀特徵，如照片圖形、儀表指針等，所以不確定性的多重歷史相互抵消了，觀測到的是確定結果。
這些不是信口一說，而是以費曼的路徑積分方法為基礎。費曼在上世紀40年代創立了路徑積分方法，並證明了這種方法與海森堡矩陣和薛定諤方程是等效的，都是描述量子論的基本數學方法。路徑積分是在時間上對粒子的所有狀態求和，所以對應於粒子的多重歷史路徑。路徑積分方法能計算某個特徵對應的粒子多重歷史抵消的條件，如果多重歷史相互抵消了，叫退相干（decoherence），不能抵消叫相干。
我們所關注的特徵分為兩種，符合退相干條件的特徵，所對應的歷史是確定的，只有一種歷史發生了。不符合退相干條件的特徵，則對應著同時發生的多重歷史。我們日常看到的確定歷史，是建立在粒子多重歷史的基礎上，而其多重歷史相互抵消的結果。
根據計算結果，如果要保持粒子多重歷史相干（即保持不確定性的多重歷史同時發生），必須是一個粒子很少的非常小的系統，人的感官所涉及的系統都太大了，只能觀察到退相乾的歷史，不能觀察到不確定的疊加態。
多重歷史解釋聽起來比哥本哈根的「人類意識的觀測使粒子不確定性坍縮」要令人信服多了，但它並不是一個唯物論的解釋，它是說，宇宙是一個多重歷史的疊加，因為我們關注了某一個宏觀的特徵，宇宙就呈現出確定性。事實上，如果我們關注不同的宏觀特徵，宇宙可能會呈現出不同的確定性。也就是說，宇宙的可觀測狀態，是由我們所要關注的宏觀特徵決定的。這應該不是一個支持唯物主義的觀點吧？
霍金在《偉大設計》中，較詳細地論述了多重歷史解釋，在此書中，他把科學總結成「依賴
多重歷史與量子論的多重宇宙（平行宇宙）解釋有什麼區別？多重宇宙解釋是說，量子物理過程使宇宙分裂，不同宇宙分別對應粒子的多種不確定性（這種分裂不是現實的，而是數學意義上的）。根據多重宇宙解釋，符合退相關條件的不同宏觀特徵也都在不同的宇宙中發生了，這就涉及了我們會在哪個宇宙里的問題，當這一問題與自我的狀態形成自指時，就會產生量子永生的悖論。而根據多重歷史解釋，符合退相干條件的不同宏觀特徵，其歷史是確定的，只有一個發生了，其他沒有發生，不會產生由於自指而引發的悖論。
多重歷史解釋為量子計算機的設計提供了可能。量子計算機的核心技術，就是保持計算過程中的相乾性，同時在多重歷史中進行運算，所以量子計算機擁有比經典計算機強大得多的運算能力。量子計算機能否實現，現在尚無定論，如果實現，應該是多重歷史解釋的一個很好證明。
多重歷史解釋出現較晚，在科普中較少提及，並沒有廣為人知。但比起之前的解釋，它更為合理，解決了很多矛盾之處，具有更深刻含義，可能更加接近現實的圖景。
2、多重世界
1970年代後期，隨著人們對多世界解釋的興趣不斷增長，多世界解釋在弦理論家、量子引力和量子宇宙學家中最受歡迎，相信它的著名物理學家有霍金、費曼、蓋爾曼和溫伯格等。霍金是眾所周知的多世界迷，費曼一直強調坍縮過程只能通過薛定諤方程來說明。溫伯格則斷言，「最終的途徑是將薛定諤方程認真地當作是對測量過程的描述„„我更喜歡這種最終步驟。」在《誇克與美洲豹》一書中，他將自己描述成了多世界解釋的信徒。
1985年，德義奇對多世界解釋做出了進一步的澄清。德義奇首次指出了多世界解釋與正統解釋具有不同的實驗預測，並提出一個大膽的超腦實驗以檢驗孰是孰非。在這一實驗中，人們首先制備一種具有量子記憶能力的超腦，然後觀察超腦的不同記憶狀態之間的干涉效應。如果多世界理論是正確的，那麼將會觀察到干涉現象，同時超腦也會在效果上感覺到自己的分裂和合並；而如果正統解釋是正確的，將不會觀察到干涉現象。
此外，德義奇用數目不變的世界出現差別來代替世界不斷分裂的說法。根據他的新表述，存在一些平行的完全的世界，它們在某種確定的意義上在相同的時間和空間中存在著，尤其是，它們與我們共享同樣的時間和空間。不同的平行世界是通過它們作為一個公共的物理實體的一部分而關聯在一起的，物理實在就是糾纏在一起的所有世界的集合。在理論上，多平行世界是與波函數的各個「坍縮」分支相聯系的，當世界面臨一種量子選擇時，它就分裂成兩個不同的世界。
2001年2月，惠勒和蒂格馬克在《科學美國人》上發表了一篇紀念量子發現一百周年的文章。在這篇文章中，他們認為，去相干理論和最新的實驗表明，多世界解釋已經取代了正統的哥本哈根解釋，而成為了大多數物理學家都認可的量子力學的新的正統解釋[12]。
3.2多世界解釋的意義
艾弗雷特多世界理論的偉大或者說是獨特之處在於它否定了波函數的坍縮，認為薛定諤方程在任何時候都會成立。而這樣一個沒有坍縮的量子理論仍然可以
解釋觀測，並預言描述宏觀世界的波函數會漸漸演化成一個描述多重世界疊加態的波函數。而觀測者主觀經歷這一分裂得到的僅僅是有限的隨機性，其概率和使用波函數坍縮方法計算的結果一致。這樣在哥本哈根一派的解釋中所存在的缺點卻被艾弗雷特加以利用而完成了自身理論的自洽性。艾弗雷特完成了愛因斯坦在與玻爾論戰時所沒有做到的工作——提出自己的理論體系。而量子力學的完備性也因為多世界理論的提出而向著進一步的完善邁出了長足的一步。
從科學史上看，量子力學基本上是沿著玻爾等人的路線發展的，並且取得了巨大成功，特別是通過貝爾不等式的檢驗更加鞏固了它的基礎。但是，我們也要看到，從愛因斯坦等人提出的EPR悖論到艾弗雷特提出多世界解釋，一系列不停否定哥本哈根解釋的過程實際上激發了量子力學新理論、新學派的形成和發展，使量子力學在爭論中得到了更進一步的發展。

J. 1,簡單敘述量子力學發展的歷史 並簡要舉例說明近代物理發展對人類文明進步的貢獻。

量子力學是在舊量子論的基礎上發展起來的。舊量子論包括普朗克的量子假說、愛因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。

1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場和物質交換能量是以間斷的形式(能量子)實現的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數稱為普朗克常數，從而得出黑體輻射能量分布公式，成功地解釋了黑體輻射現象。

1905年，愛因斯坦引進光量子(光子)的概念，並給出了光子的能量、動量與輻射的頻率和波長的關系，成功地解釋了光電效應。其後，他又提出固體的振動能量也是量子化的，從而解釋了低溫下固體比熱問題。

1913年，玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。按照這個理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運動，原子具有確定的能量，它所處的這種狀態叫「定態」，而且原子只有從一個定態到另一個定態，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有許多成功之處，但對於進一步解釋實驗現象還有許多困難。

在人們認識到光具有波動和微粒的二象性之後，為了解釋一些經典理論無法解釋的現象，法國物理學家德布羅意於1923年提出微觀粒子具有波粒二象性的假說。德布羅意認為：正如光具有波粒二象性一樣，實體的微粒(如電子、原子等)也具有這種性質，即既具有粒子性也具有波動性。這一假說不久就為實驗所證實。

由於微觀粒子具有波粒二象性，微觀粒子所遵循的運動規律就不同於宏觀物體的運動規律，描述微觀粒子運動規律的量子力學也就不同於描述宏觀物體運動規律的經典力學。當粒子的大小由微觀過渡到宏觀時，它所遵循的規律也由量子力學過渡到經典力學。

量子力學與經典力學的差別首先表現在對粒子的狀態和力學量的描述及其變化規律上。在量子力學中，粒子的狀態用波函數描述，它是坐標和時間的復函數。為了描寫微觀粒子狀態隨時間變化的規律，就需要找出波函數所滿足的運動方程。這個方程是薛定諤在1926年首先找到的，被稱為薛定諤方程。

當微觀粒子處於某一狀態時，它的力學量(如坐標、動量、角動量、能量等)一般不具有確定的數值，而具有一系列可能值，每個可能值以一定的幾率出現。當粒子所處的狀態確定時，力學量具有某一可能值的幾率也就完全確定。這就是1927年，海森伯得出的測不準關系，同時玻爾提出了並協原理，對量子力學給出了進一步的闡釋。

量子力學和狹義相對論的結合產生了相對論量子力學。經狄拉克、海森伯和泡利等人的工作發展了量子電動力學。20世紀30年代以後形成了描述各種粒子場的量子化理論——量子場論，它構成了描述基本粒子現象的理論基礎。

量子力學是在舊量子論建立之後發展建立起來的。舊量子論對經典物理理論加以某種人為的修正或附加條件以便解釋微觀領域中的一些現象。由於舊量子論不能令人滿意，人們在尋找微觀領域的規律時，從兩條不同的道路建立了量子力學。

1925年，海森堡基於物理理論只處理可觀察量的認識，拋棄了不可觀察的軌道概念，並從可觀察的輻射頻率及其強度出發，和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學；1926年，薛定諤基於量子性是微觀體系波動性的反映這一認識，找到了微觀體系的運動方程，從而建立起波動力學，其後不久還證明了波動力學和矩陣力學的數學等價性；狄拉克和約爾丹各自獨立地發展了一種普遍的變換理論，給出量子力學簡潔、完善的數學表達形式。

量子力學在低速、微觀的現象范圍內具有普遍適用的意義。它是現代物理學基礎之一，在現代科學技術中的表面物理、半導體物理、凝聚態物理、粒子物理、低溫超導物理、量子化學以及分子生物學等學科的發展中，都有重要的理論意義。量子力學的產生和發展標志著人類認識自然實現了從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍