量子世界现象

“眼见为实”的观念实际上往往是不正确的，人的认识在不同的境界里需要不同的标准才能判别真伪。人认识世界的感官有着极大的局限，比如在量子世界里，通常的科学认识也变得不实用了，那究竟是一个什么样的世界呢？

人的眼睛好像一种仪器，它只能分辨出两个间隔时间为0.1秒的景象，如果小于这个间隔就无法分辨了，这叫做人眼的视觉暂留特性。比如电视和电影虽是由一幅幅间隔的画面组成的，可是在放映时，我们看到的却是一个连续的影像，这就是因为两副画面之间出现的时间间隔小于0.1秒的缘故。我们在夜间还可以做一个这样的实验：手拿一柱一头点燃的香，用较快的速度来回运动，看到的是一条连续的黄光线。这正是上面说的道理。因此就不难设想，当光源以极快的速度发射出一份份的接踵而来的光子时，我们的眼睛是难以分辨出每个独立的光子，而把这群光子看成是一个连续性的光流。所以乍看起来普朗克的量子理论好像与事实不符合，但实际上恰好揭示了量子关系的真面目。普朗克公式的推理打破了传统的观念，这是当时的科学界人士难以想象和无法理解的。

1900年，德国物理学家普朗克发表了一篇论文，导致了量子理论的出现。那时他正在从事研究热物体的辐射热能在各波长上的分布问题。普朗克发现，在某种理想条件下，此能量是按某种特征方式分布的。普朗克证明，只有假设物体是以离散包或离散方式发射电磁辐射，才能对这些特征方式作出说明，他称这种离散包或离散束为量子。

到20世纪20年代中期，有更多的物理学家发现了原子世界里的这个秘密，即不仅电子而且所有亚原子粒子-即比原子更小的基本粒子都具有似波性，这一来，由牛顿表述的传统力学定律，以及麦克斯韦的电磁定律，在原子和亚原子的世界里完全失效了。为了说明这种原子和亚原子的波粒二象性，由埃尔温·薛定谔和维尔纳·海森伯创立了一门崭新的用以描述微观世界的力学体系-量子力学。量子力学很快帮助科学家们说明了原子结构、放射性化学键以及原子光谱的细节。这一理论又经过许多科学家如狄拉克、费米、玻恩等的补充和完善，导致了对原子核结构与核反应、超导性、物质的基本粒子的产生与湮灭、反物质存在的预言、某些坍缩恒性的稳定性等众多科学之谜，作出了令人满意的说明，还促进了电子显微镜、激光器和晶体管等器件的极大发展。而且，极端灵敏的原子实验已经证明了存在着这种微妙的量子效应。