诞生历史
19世纪末，物理学被认为几近完备，但炽热物体发出的光的颜色分布（黑体辐射）却无法用经典理论解释。1900年，马克斯·普朗克假设能量不是连续的，而是以“量子”为单位一份份交换，从而解决了这个问题。1905年，爱因斯坦把光看作粒子（光子）解释了光电效应；1913年，玻尔提出电子只能处在特定轨道上的原子模型。1925—26年，海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动方程问世，现代量子力学由此建立。
| 年份 | 人物 | 贡献 |
|---|---|---|
| 1900 | 普朗克 | 能量子假说（黑体辐射） |
| 1905 | 爱因斯坦 | 光量子假说（光电效应） |
| 1913 | 玻尔 | 原子模型 |
| 1925–26 | 海森堡、薛定谔 | 矩阵力学、波动方程 |
| 1927 | 海森堡 | 不确定性原理 |
核心概念
在量子世界里，能量等物理量只能取分立的值（量子化）。电子和光有时像波，有时像粒子（波粒二象性）。测量前的粒子处于多种状态的“叠加”中，测量后按概率得到一个结果——薛定谔的猫就是讽刺这种怪异性的思想实验。位置和动量无法同时精确确定的不确定性原理，以及相距遥远的两个粒子测量结果相互关联的“纠缠”，也是核心概念。爱因斯坦称纠缠为“幽灵般的超距作用”，认为量子力学不完备；但1982年阿兰·阿斯佩等人的贝尔不等式实验支持了量子力学，并因此获得2022年诺贝尔物理学奖。
诠释之争与应用
玻尔和海森堡的“哥本哈根诠释”认为测量前物理量没有确定值，而多世界诠释、玻姆力学等其他诠释至今仍在竞争。不过无论采用哪种诠释，计算结果都相同，量子力学是人类最精确的理论之一。晶体管与半导体、激光、LED、MRI和原子钟都依赖量子力学；利用叠加和纠缠的量子计算机与量子通信也在快速发展，中国2016年发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。粒子物理的标准模型建立在结合了量子力学与狭义相对论的量子场论之上。
常见问题
- 用一句话概括量子力学？
- 在微观尺度上，物质和光按概率而不是确定值行事，在被观测之前多种可能性相互叠加。
- 量子力学和相对论为什么无法统一？
- 量子力学已通过量子场论与狭义相对论结合，但尚未与描述引力的广义相对论统一。弦理论、圈量子引力等都在尝试建立“量子引力”理论。
来源核查日期：2026-10-26
参考文献
- Planck, M. (1901). Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum. Annalen der Physik, 309(3), 553–563.
- Heisenberg, W. (1927). Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik. Zeitschrift für Physik, 43, 172–198.
- Aspect, A., Dalibard, J., & Roger, G. (1982). Experimental test of Bell's inequalities using time-varying analyzers. Physical Review Letters, 49(25), 1804–1807.
- Griffiths, D. J., & Schroeter, D. F. (2018). Introduction to Quantum Mechanics (3rd ed.). Cambridge University Press.
- Einstein, A. (1905). Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt. Annalen der Physik, 322(6), 132–148.
- Bohr, N. (1913). On the constitution of atoms and molecules. Philosophical Magazine, 26(151), 1–25.
- Schrödinger, E. (1926). Quantisierung als Eigenwertproblem. Annalen der Physik, 384(4), 361–376.
- Einstein, A., Podolsky, B., & Rosen, N. (1935). Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? Physical Review, 47(10), 777–780.
- Bell, J. S. (1964). On the Einstein Podolsky Rosen paradox. Physics Physique Физика, 1(3), 195–200.
- Everett, H. (1957). "Relative state" formulation of quantum mechanics. Reviews of Modern Physics, 29(3), 454–462.
- Dirac, P. A. M. (1930). The Principles of Quantum Mechanics. Oxford: Clarendon Press.