量子物理学（量子力学）：定义与理论

量子物理学是对构成物质的粒子如何工作和相互作用的解释。量子物理学解释了构成万物的微小粒子（原子）的作用力和本质，并将其理论化。

原子如何存在和相互作用是量子物理学的基础，微小的亚原子粒子之间的相互作用是以概率和被称为量子的离散能量包为基础的。

构成量子物理学基础的量子理论有很多。量子物理学的难点和吸引力在于，正常大小尺度上的物质相互作用方式和物理定律与亚原子尺度上的不同。

量子物理学（量子力学）的发展有多位贡献者。其中最重要的四位是尼尔斯-玻尔、马克斯-普朗克、维尔纳-海森堡、埃尔温-薛定谔、路易-布罗格列和爱因斯坦。

量子力学可用于创建量子计算，将计算能力技术提高到令人难以置信的水平，量子力学已经用于计算机的某些部分。它还用于数码相机和平板电视的 CCD 传感器。

需要用量子物理学来解释一些经典物理学无法解释的现象。量子物理学中的许多概念难以观察或证明。科学研究证实的量子物理学证据包括以下内容：

物质粒子与从虚空中出现的虚拟粒子相互作用。这些虚拟粒子的特性可以测量，但随后会消失在虚空中。

单个电子已被证明表现得像波一样，因为它们形成了类似光波的干涉模式。其他较大的粒子，如分子，也被证明会产生干涉模式。

据观察，纠缠粒子可以在很远的距离上相互传递不同的状态，相互传递信息的速度比光速快得多。

热传导能够穿过虚空，如果没有量子物理学，热量只能通过虚空辐射。这表明，空的空间并不是真的空，而是有微小的量子粒子和波动，这些粒子和波动产生后又消失了。

量子理论

量子物理学由许多不同的理论组成，统称为量子理论。量子力学是量子物理学的另一个名称，由几位主要创始人在 20 世纪初首次提出。

1900 年，马克斯-普朗克发表了一种理论，认为能量将被分组为有限的量子，这一概念被称为量子化。

他提出这一观点是为了解释为什么对黑体辐射的观测结果与经典物理定律所预测的不一致。

1905 年，爱因斯坦推测，不仅能量，光和其他形式的辐射也被量化为称为光子的有限数据包。

1913 年，尼尔斯-玻尔提出理论，认为氢原子（以及其他原子）的能级只有离散的量化值。他还提出，基于数学概率的量子领域预测预示着现实，而试图通过经验观察原子领域将改变或危及量子相互作用。

1924 年，路易-德-布罗格利提出了波粒二象性原理。这一理论原理预言，波和粒子都具有彼此相似的特性。有时，粒子的行为和特性与波相似，而波的行为和特性与粒子相似。从根本上说，在亚原子层面，物质和波是相同的。

1927 年，沃纳-海森堡发表了后来被称为 “海森堡不确定性原理 ”的理论。他的理论观点是，亚原子粒子的位置和动量不能同时测量。如果测量位置，就无法准确观测动量，反之亦然。

1935 年，埃尔温-薛定谔创造了他的思想实验，这就是后来众所周知的薛定谔的猫。在这个思想实验中，一只猫被关在一个盒子里，等待可能发生的亚原子事件的结果。

在被观测到之前，这只未被观测到的猫可能会发现自己同时被认为是活的和死的。这表明，量子力学的概念在现实世界的更大范围内没有意义。

薛定谔的理论认为，物理事件的发生只是事件概率的问题；物理事件没有确定的确定性。

量子理论认为，粒子的行为就像波一样，可以用其位置、速度和质量的概率波函数来描述。

物质的所有属性本质上都是基于概率的。根据量子力学，各种看似不可能的事情都有可能发生，比如可以穿墙而过，但墙壁中的物质消失在虚空中的概率非常低，以至于在宇宙中许多生命中只会发生一次。

量子定义

量子是一个拉丁词，意思是数量。普朗克直接用这个词首次提出了量子物理学的概念。普朗克提出的量子定义认为，能量只以特定的数量存在。

这与牛顿物理学相矛盾，因为牛顿物理学预测了任何物理事件的全部可能量。亚原子粒子产生量子化包这一观点具有革命性意义。

能量的量化

量子物理学的第一个伟大成就是创造了量子力学概念的问题。19 世纪末，人们对黑体辐射进行了实验。

当光线照射到黑体上时，所有光线都会被吸收，最终黑体会发光。经典物理学无法准确预测或解释这一结果。

就在那时，马克斯-普朗克提出了能量量子化的假设。他提出，发出的光的能量只有特定的数量或倍数，它不是连续的。能量是量化的。这一理论准确地解释和计算了来自黑体的能量。

氢原子的量子化能级也证明了离散能级的存在。当一个受激电子上升到一个较高的能级时，就会回落，释放出只有特定能级的光子。

量子物理学是对亚原子粒子在离散能级上的特性和相互作用的理论研究，它以概率为基础。量子力学是量子物理学的另一个名称，用于计算机部件、平板电视和数码相机的技术进步。量子理论所预言的许多现象已通过实验得到证实。

根据量子理论，粒子的行为就像波一样，可以用其位置、速度和质量的概率波函数来描述。物理粒子事件是根据概率发生的。

量子力学提出了不可能之事的可能性，例如可以穿墙而过，但这并没有发生，因为发生的概率非常低。量子理论，即构成量子物理学的理论，包括波粒二象性、海森堡不确定性原理和量子化，即能量状态只存在于离散水平的概念。

薛定谔的猫 "是一个思想实验，一只猫被困在一个盒子里，在被观察到之前，它同时处于生与死的状态。