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万物皆模式 Everything is Pattern

第九章 量子力学的新解读

第 1 篇 《量子力学》的演化

量子的概念可谓源远流长，古希腊毕达哥拉斯学派坚信万物皆数，古代中国的老

子认为宇宙的造物规则是“一生二，二生三，三生万物”，这些都属于朴素的量子
观念。
现代量子力学是描述物质微观结构以及它的运动、变化规律的物理科学，它是 20
世纪人类文明发展的一个重大飞跃，量子力学的横空出世引发了一系列划时代的科学

发现与技术发明，对人类社会的进步做出了重要贡献。
19 世纪末，德国灯泡制造商为了挽回对美国同行的优势，大力支持本国科学家
对黑体辐射进行研究，因此德国科学家获得了黑体辐射最详尽的数据资料。但用数学
来归纳总结这些数据的时候，却遇到了困难。匹配出来的数学公式，要么只能适应高

频，要么只能适应低频，普朗克运用数学技巧对分别适应高低频的两个公式进行处
理，最终找到了一个数学公式，它能高低频通杀。
但开始连普朗克本人对自己的数学公式的物理意义也是一头雾水，后来普朗克发
现，要解释自己的数学公式，就要抛弃头脑中一个根深蒂固的执念——连续性。就这

样，《量子力学》萌芽于普朗克时代的 20 世纪初，爆发于二三十年代，然后缓慢发展
至 90 年代，目前的量子理论基本上处于停滞不前的状态，大统一理论并没有如预期般
真的出现。下面是量子力学的演化过程：
1901 年普朗克发现黑体辐射定律，打破连续性概念；1905 年爱因斯坦提出了光量

子；1916 年，美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果，验证了爱因斯坦光量子
的存在。
1911 卢瑟福提出了有核原子模型；1913 年丹麦物理学家玻尔为解决卢瑟福原子行
星模型的不稳定性，提出定态假设：原子中的电子并不像行星一样可在任意经典力学

的轨道上运行，稳定轨道的作用量必须为普朗克常数 h 的整数倍。
玻尔原子模型是对卢瑟福有核原子模型的量子化，认为原子发光过程不是经典辐
射，电子只能在不连续的轨道之间跃迁，辐射光子的频率由轨道态之间的能级差决
定，玻尔原子模型解释了氢原子分立光谱线和化学元素周期表。

1923 年康普顿发表了 X 射线被电子散射所引起的频率变小现象，即康普顿效应。

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