尼尔斯玻尔的主要成就(卢瑟福他的学生中有11个诺贝尔奖得主.对不?)

尼尔斯玻尔的主要成就

1、原子辐射理论，1922年，玻尔因对研究原子的结构和原子的辐射所做得重大贡献而获得诺贝尔物理学奖。为此，整个丹麦都沉浸在喜悦之中，举国上下都为之庆贺，玻尔成了最著名的丹麦公民。为了支持正义与和平，玻尔将自己的诺贝尔金质奖章捐给了芬兰战争。后来，人们又为他募集黄金重铸了一枚，永远陈列在丹麦博物馆里。

2、玻尔原子模型，玻尔于1913年在原子结构问题上迈出了革命性的一步，提出了定态假设和频率法则，从而奠定了这一研究方向的基础。玻尔指出： 在原子系统的设想的状态中存在着所谓的稳定态。在这些状

卢瑟福他的学生中有11个诺贝尔奖得主.对不?

1897年，JJ汤姆逊研究阴极射线管，发现电子在原子的存在。这打破了古希腊流传下来的概念“原子不可分割的”清楚地表明：原子可以继续分裂，它有它自己的内部结构。那么，这种结构是怎么样的呢？汤姆逊是一个完整的实验证据不足，于是他开始了他自己的想象，勾勒出这张照片：原子球，带正电荷。带负电的电子和胶囊在这一领域的“马赛克”。这样的画面，被称为“葡萄干布丁”模型，电子，葡萄干之类的布丁。
然而，在1910年，卢瑟福和学生在他的实验室去，在实验。他们轰炸了非常薄的金箔的α粒子（带正电的氦核），想确认的“葡萄干布丁”散射的规模和性质。然而，非常令人难以置信的是一个小数目的伪粒子的散射角是如此之大，使超过90度。在这种情况下，卢瑟福很生动的描述：“这就像你使用的是15英寸炮弹的轰击结果炮弹反弹，但打自己的一张纸。
卢瑟福发扬了亚里士多德的前辈，“我爱我师，但我爱真理”的优秀品格，决定汤姆逊的葡萄干布丁模型。他意识到，伪颗粒反弹是因为事情是非常坚硬，致密核心相撞原子和金箔。此核心应该被带正电的，并且大部分的原子质量的集中。不过，从伪粒子，只有一小部分，在这种情况下，一个较大的角度散射，该芯占据的地方小，小于万分之一的原子半径。
卢瑟福发表于次年（1911年），这种新的模式。在他的描述在图像中的原子，有一个占据多数的“核”中的原子中心的质量。围绕这个核心，电子带负电荷沿特定轨道围绕它运行。这很像一个行星系统（例如太阳系），所以这个模型被理所当然地称为“行星系统”模型。在这里，核心是像我们的太阳，而电子是围绕太阳的行星。
然而，这似乎是完美的模型，但它有其自身难以克服的严重困难。因为物理学家们很快就指出，带负电的电子围绕带正电的原子核操作，系统是不稳定的。两者之间的领先的电子一点点地失去自己的能量，发出强烈的电磁辐射。作为代价，那就要逐步减少运行的核半径，直到最后的“崩溃”时，使用的全过程，但一眨眼的功夫。换句话说，即使世界卢瑟福描述，瞥眼因为崩溃的原子，本身摧毁。原子核和电子将不可避免地放出辐射，彼此抵消，然后卢瑟福和他的实验室，乃至整个英格兰，整个地球，整个宇宙已经改变成一个球混沌。
但是，当然，虽然问题如此阴森恐怖的预言理论家，太阳仍然每天升起的时候，我们都活的很好。电子仍然兴高采烈地周围的原子的自旋，没有什么可以失去能量的预兆。年轻的丹麦人，玻尔，仍然是安全的，在抵达曼彻斯特，和他开始写的物理过程的历史，他的华彩篇章。
Rutherford模型玻尔困难的，因为并没有放弃这一理论，毕竟，它的的伪粒子的散射实验的大力支持。相反，玻尔电磁理论可以作用于原子从未踏足水平，倒是有相当犯罪嫌疑人的成分。曼彻斯特的生活显然要比剑桥令玻尔舒适许多，虽然他和卢瑟福的性格是如此不同，后者是个急性子，总是精力充沛，他玻尔像一个害羞的男孩，说一个的话似乎口齿不清。但是，他们显然是一个美妙的团队，玻尔的天才在卢瑟福老板的领导下，充分激发壮观的海浪，很快就引起了历史。
在1912年7月，玻尔的原子结构中完成了他的第一篇论文，历史学家后来通常被称为“曼彻斯特备忘录。玻尔已经开始试图把量子的概念卢瑟福模型来解决这个问题无法解释经典电磁力学。然而，一切是只刚刚开始，不设置脚的处女土地的前辈，波尔是唯一的一个步骤，通过的步骤找到自己的方式。没有人告诉他的方向，在那里他的权力，但卢瑟福模型的信念和独一无二的。玻尔的原子光谱的问题一无所知的年轻人极大的热情，当然，不看它以后具有决定性意义的原子能研究，但是，革命的方向已经确定，没有出现这个事实已无法改变的量子理论。
阴天，厚厚的云层在天空中，一线。虽然后来的事实证明，它只是一颗流星，但这个光，无疑是注入了新的活力，已经僵硬，老化的物理世界，一个有一个呼吸新鲜活力和希望。此灯点燃火炬的人手中，引导他们找到真正的永恒之光。
最后，在7月24日，玻尔完成了他的研究在英国，丹麦掀起了回归祖国。他可爱的未婚妻玛格丽特正焦急地等待着他，而物理学的未来也即将问他敞开心扉。在我离开之前，玻尔他的论文卢瑟福过目，并一直在热切的鼓励。只是，卢瑟福没想到这个青年到什么程度，最终改变对世界的看法吗？
是的，时间已经到了。伟大的三部曲即将到来的真正属于量子时代终于到来了。
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在饭后八卦：诺贝尔经济学奖得主幼儿园
卢瑟福本人是一位伟大的物理学家，这是毫无疑问的。但他也是一个伟大的物理讲师，他敏锐的眼光去发现天才的人，伟大的人格，关心他们，他们的潜力挖掘出来。卢瑟福周围那些助手和学生，后来绝大多数出来的非常好，其中也包括了大量的科学大师。
我们熟悉的尼尔斯·玻尔，是20世纪最伟大的物理学家之一，1922年诺贝尔物理学奖得主，量子理论和象征的创始人。跟随曼联卢瑟福。
狄拉克（Paul Dirac）保罗·狄拉克的量子理论的创始人之一，伟大的科学家，1933年诺贝尔物理学奖得主。他的主要成就是在剑桥卡文迪什实验室（当卢瑟福接手JJ汤姆逊成为该实验室的主任）。狄拉克获奖的31岁，卢瑟福说，他不希望把这个奖，因为他不喜欢公共声誉。卢瑟福建议，如果你不接受奖品，声誉可以更环。
在中子的发现者，詹姆斯·查德威克（詹姆斯·查德威克）在曼彻斯特花了两年时间在卢瑟福的实验室。他在1935年获得了诺贝尔物理学奖。
从海军舰长的职务，，布莱克特（帕特里克MS布莱克特）辞任后，第一次世界大战，，进入剑桥遵循卢瑟福学习物理。他后来改进了威尔逊云室的宇宙射线与原子核物理，让她获得了1948年诺贝尔物理学奖，并取得了巨大的贡献。
在1932年，沃尔顿（ETS沃尔顿）和测试克劳迪娅·斯威夫特（约翰Cockcroft）在卢瑟福的卡文迪许实验室强大的加速器，并以研究原子核的内部结构。这两个卢瑟福的弟子在1951年共同获得诺贝尔物理学奖。
这个列表可以继续去和更长的人，直到无法忍受至今：英国索迪（弗雷德里克·索迪），1921年诺贝尔化学奖。瑞典人赫维西（乔治·冯·赫维西），1943年诺贝尔化学奖。德国哈恩（奥托·哈恩），1944年诺贝尔化学奖。英国鲍威尔（塞西尔弗兰克鲍威尔），1950年诺贝尔物理学奖。美国人贝特（汉斯·贝特），1967年诺贝尔物理学奖。的苏联卡皮查（PLKapitsa）的，1978年诺贝尔化学奖。
在去除一些稍微疏远这种情况下，卢瑟福生活培养至少10位诺贝尔奖得主（又不是他自己的）。当然，他的学生和一些没有获得诺贝尔文学奖，但同样令人印象深刻的名字，如汉斯·盖格（汉斯·盖格，后来他发明了盖革计数器），亨利·莫斯利（亨利·莫斯利，一个知名的年轻人有无限的天才，但不幸的是在第一次世界大战的战场上死亡），欧内斯特·马斯登（欧内斯特·马斯登，盖革做的α粒子散射实验，后来受封为爵士）......等等，依此类推。
卢瑟福的实验室被后人称为“诺贝尔文学奖得主幼儿园，他的头像出现在新西兰货币面值 - $ 100或以上作为国家和纪念他最崇高的敬意。
五
1912年8月1日，在不远处的一个小镇，距离哥本哈根，玻尔和玛格丽特结婚，然后他们去英国扩大蜜月。当然，不能忘了参观，这是玻尔家族教授卢瑟福的最好的朋友之一。
在蜜月期，原子和量子的图片仍然没有从玻尔的头脑中消失。他和卢瑟福再次认真地交换意见，加深自己的信仰。回到丹麦后，他投入200％的激情在这项工作中。揭开原子内部的奥秘，这一梦想有很大的诱惑，，玻尔是完全无法抵抗。
为了使我们所有的人跟上的步伐，我们的历史，或再次面临的形势的时候，玻尔描述。卢瑟福的实验表明，新的原子展望：在原子中心，电子致密的核心围绕中心，如太阳周围的行星。然而，这种模式，面临着严重的理论困难，因为经典电磁理论预言，这个系统将不可避免地释放辐射能量，并最终导致系统的崩溃。卢瑟福原子，换句话说，它是不可能稳定存在超过1秒钟。
玻尔面临着选择，要么放弃卢瑟福模型，要么放弃麦克斯韦和他的伟大理论。玻尔的勇敢的选择了放弃后者。他预见在这么小的原子的经典理论的深刻洞察，将不再成立，必须引入新的革命性的想法，这种想法是普朗克的量子阱h等速。
应该说，这是一个非常艰巨的任务。如何推翻麦氏理论还在其次，关键是一个新的理论，要能够完美地解释所有原子的行为。玻尔在哥本哈根勤劳年，门捷列夫的元素周期律已经很长一段时间，化学键理论已深入人心。所有的迹象都表明，在原子中，有一个潜在的规律支配自己的行为，并形成一定的模式。原子世界像一个隐藏的的无限珍惜金字塔，但如何找到自己的方式到内部通道，但它是一个让人挠头的无穷无尽的问题。
然而，像当年的贝尔佐尼，玻尔也有一个资源管理器中的最宝贵的素质：洞察力和直觉，这使得他能够把握不起眼的，但只是一闪而过的线索，从而打开门，门到整个新的世界。在1913年初，一位年轻的丹麦的汉森（汉斯·马里乌斯·汉森）要求玻尔解释他的量子原子模型，原子光谱线。对于这个问题，玻尔之前并没有太多的考虑原子光谱对他是一个奇怪的和复杂的，成千上万的光谱线，以及各种奇怪的效果，太混乱在他看来，也似乎没有得出任何有用的信息。不过，汉森告诉玻尔，其实也有，是有规律的，如巴尔末公式。他敦促玻尔关注巴尔默。
突然，像伊拉克翁（离子）发现隐藏在一个盒子里画芡实麻布，一切都豁然开朗。山重水复疑无路，柳暗花明又一村。没有人会想到，量子决定性的突破。 1954年，玻尔回忆说：“当我看到巴尔末公式，一切都清楚了，但是。
回顾光谱从头开始，他们有很大的本生和基尔霍夫演讲的，而且势必又是一场大规模的文本。鉴于篇幅，我们只需要简单地在此背景知识，历史的原不打算不可避免地描述完全的各个方面。总之，然后人们已经知道，任何元素被加热，会释放出含有特定波长的光，比如我们知道从二级火焰试验，钠发出明亮的黄色和紫色，钾，锂是红色，铜是绿色.... ..等。这些透过分色镜的光线投射到屏幕上，就得到了一个光谱线。频谱中的各种元素一览：的钠产生一个明亮的红线和较深的橙色线始终显示一条黄线，锂，钾是紫色的线。在一般情况下，任何元素的独特的光谱产生特定的。
然而，这些线显示什么法律，为什么有这些法律，但它是一个大问题。以氢原子的光谱线，这是最简单的原子线。它呈现为一组的线段，每行代表一个特定的波长。例如，在可见光范围内，氢原子的光谱线的顺序：656,484,434,410,397,388,383,380 ......纳米。毫无疑问，这些数据是不是偶然，1885年，在瑞士巴尔默（约翰·巴尔默）一名数学教师发现规律，并总结出一个公式来表示这些波长之间的关系，这是著名的巴尔末公式。在其原来的形式，互惠的波长变化不大，简单而明确：
谓= R（1/2 ^ 2 - 1 / N ^ 2）
其中R是一个常数，简称为里德伯（里德伯）恒定，n是一个正整数大于2（3,4,5 ...等）。
在很长一段时间，这是一个有用的经验公式。但没有人能够解释，这个公式背后的意义是什么，以及它是如何得出的基本理论。在玻尔的眼中，这是毫无疑问从蓝色的螺栓，像火花，并瞬间点燃玻尔的灵感，所有的怀疑在那一刻成为一个问题，当然，玻尔知道，隐藏在原来的房子的秘密，最后他甜美的笑容。
让我们来看看，这是内部使用的一个变量n是任意正整数大于2的巴尔末公式。 n可以是等于3，可以等于4，但不能等于3.5，这无疑是一个量子表示。玻尔深呼吸了一口气，他的大脑在快速运行的原子辐射波长符合某种量子定律，什么？我们还记得，普朗克的线索，经典的量子公式：E = H谓。频率（波长）的原子的能量只有释放的特定波长的辐射的措施，里面的原子，它只能吸收特定量或排放能量。原子，怎么会吸收或释放的能量吗？这是已经有一定的了解，如斯塔克（J.Stark）提出了不同的势能英国尼科尔森（JW尼科尔森）的位置由电子运动所产生的光谱线之间的频谱也有类似的想法。玻尔的这些工作是毫无疑问知道。
一个大胆的想法在玻尔的大脑中出现：的的原子内部只释放了一定能源，电子只转换之间具体的潜在位置“。换句话说，只有按照一定的”确定的“轨道??的电子，这些轨道必须满足一定条件的潜在能量，从而使这些轨道之间的电子跃迁，只释放出的能量，以满足巴尔莫公式。
我们可以做一个类比。如果你有在高中物理课上听太清楚了，你应该知道的潜在转换。从一个高层次的人，体重100公斤，他/她将获得1000焦耳的能量，当然，这些能量将被转换成动能的秋天。如果是这样的话，我们学到了一个体重100公斤的男子相同的高度水平一定程度的跳了出来，在总排放量1000焦耳的能量，那么我们的每一级台阶的高度上说，什么？
明显和直接计算总下落1米，这是我们的台阶高度，再加上严格的限制。在平时，我们会承认，一个步骤可以是任何高度，完全取决于利益的建设者只。但是，如果加上这个条件的步骤的每一个的高度是不再是任意的。我们可以假设，只有一步一个总的，那么它是一米的高度。这个人总跳两个步骤，每一步都高度为0.5米。如果你跳三次，然后每级为1/3米。如果您是一个间谍电影爱好者，那么很可能你会猜测步骤1 /39米。但在任何情况下，我们不能得出这个结论的，每一步都是0.6米高。究其原因是显而易见的：高0.6米，不符合我们的观察（总排放量1000焦耳）。如果只有一个这样的电平，那么它带来的能量是不够的，如果有两个，那么总高度达到1.2米，在释放出的能量大于观察到的值所导致。如果你想满足我们的意见，我们必须假设，总之一和三分之二的步骤，这无疑是荒谬的，因为孩子们都知道，加强整数水平。
在这里，“必须”的整数量子条件的步数。此条件限制每个级别的步骤只能是1米，或1/2米的高度，而不能有任何数字其间。
原子和电子的故事，这根本原因。我们还记得，在卢瑟福模型电子围绕原子核类地行星自旋。当电子从原子核时，其最低的能量，可以被看作是一个国家的平原上。然而，一旦电子的比能量，将电源的“攀登”一个或多个步骤，以达到一个新的轨道。当然，如果没有能量补充，它也从轨道上下来的高度下降，一直返回到平原的状态，同时再次的原始能量释放的辐射形式。
最关键的是，我们现在知道，在这个过程中，电子只能释放或吸收了大量的能量（由光谱的巴尔末公式），而不是连续的。玻尔提出了一个合理的推断：这个电子爬楼梯，他们必须达到一定的高度，而不是所承担的经典理论，是连续的，任意的。的连续性被打破，原子理论的量子化条件必须成为一个高手。
我们将不再使用量子公式E = H谓，请大家多多包涵。斯蒂芬·霍金说，在他的畅销书“时间简史”致谢内，插入一个数学公式，将销量减半的作品，所以他想一次只使用一个公式E = mc2。本剧为我们的历史，没有考虑那么多，但即使是中所列的公式，并没有坚持，你的观众了解他们的数学意义。只有E =，?谓，我认为还是需要知道它的意义，良好的科学意义上的整个历史的理解，它是绝不逊色于爱因斯坦的E = mc2。所以耐心重复这个方程的描述：E表示能量，h是普朗克常数，谓是频率。
回到这个问题，玻尔现在很清楚，氢原子的光谱线代表的电子从一个特定的台阶跳跃到另一个阶梯释放的能量。由于所观察到的光谱线进行量化，因此，“步骤”的电子（或轨道），还必须进行量化，连续，它不能采取任何值，但必须被分成“地下”，“地板”，两个层之间的“地板”中的“II地板”是禁区？电子，它是不可能在那里。正如一个人不能暂停两个步骤之间浮动。如果在第三层的电子，其能量为代表的W3在此电子心血来潮，决定跳转到一楼“（能量W1），它释放的能量W3-W1，我们要求大家记住这个公式，再一次发挥作用，W3-W1 = H谓，因此这一举动的直接结果是，出现在原子的频谱的频谱的频率谓。
玻尔所有这些想法变成理论推导和数学表达式，并发表了三篇论文的最终形式。三篇论文（或者可以说，这三个部分的纸），分别题为“在原子和分子的结构（原子和分子）在宪法的单核系统”（系统只包含一个单核）和多核系统“（包含几个核的系统），从1913年3月至9月??期间陆续送到远在曼彻斯特的卢瑟福，应推荐发表在”哲学杂志“哲学杂志，这是文学的时代量子物理学的历史，这是伟大的三部曲“。
这确实是一个新的时代。如果量子力学的发展史分为三个部分，普朗克在1900年宣布玻尔的量子的诞生，1913年宣布进入青年。第一次是建立一个完整的量子理论体系，但我们会看到，这个系统也留下了旧世界的痕迹，但其重要性不应该被低估。量子震惊整个世界的第一时间，其强度，其意识的另一半了还是睡觉，尽管它仍然是外的旧物理建筑，但它的轰鸣声已经无疑使得其摇摇欲坠的整个旧世界，和动摇的基础经典物理学绵延数百年。神话巨头已经开始觉醒，隐藏在一座古老的城堡贵族，颤抖！

物理学家有谁?

1、霍金

霍金是英国物理学家与宇宙学家，生前任剑桥大学理论宇宙学中心研究主任。霍金做出很多重要贡献，最主要的是他与罗杰·彭罗斯共同合作提出在广义相对论框架内的彭罗斯–霍金奇性定理，以及他关于黑洞会发射辐射的理论性预测（现称为霍金辐射）。

2、爱因斯坦

爱因斯坦（Albert Einstein，1879.3.14-1955.4.18)——美籍德裔犹太人，举世闻名的物理学家，现代物理学的开创者和奠基人，相对论、“质能关系”、激光的提出者，“决定论量子力学诠释”的捍卫者(振动的粒子)——不掷骰子的上帝。

1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代》周刊评选为“世纪伟人”。

3、麦克斯韦

麦克斯韦(James Clerk Maxwell，1831.06.13-1879.11.5)——19世纪伟大的英国物理学家、数学家。麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。

4、尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔

尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔（Niels Henrik David Bohr，1885年10月7日～1962年11月18日) ），丹麦物理学家。他通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱，提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，对二十世纪物理学的发展有深远的影响。

玻尔是哥本哈根学派的创始人，哥本哈根大学科学硕士和博士，丹麦皇家科学院院士，曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章，英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位，荣获1922年诺贝尔物理学奖。

5、亨利·卡文迪许

亨利·卡文迪许（Henry Cavendish，又译亨利·卡文迪什，1731年10月10日—1810年2月24日），英国物理学家、化学家。他首次对氢气的性质进行了细致的研究，证明了水并非单质，预言了空气中稀有气体的存在。

将电势概念广泛应用于电学，并精确测量了地球的密度，被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一。

参考资料：-物理学家

应用物理学家有拿诺贝尔奖的吗

威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen 1845－1923）
德国物理学家，1895年1月5日，发现伦琴射线（X射线，俗称X光），并于1901年成为获得诺贝尔物理学奖的第一人。X射线是波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射。
2、约瑟夫·约翰·汤姆逊（Thomson Joseph John1856—1940
著名的英国物理学家，是第三任卡文迪许实险室主任。汤姆逊在数物理学方面具有很高修养，曾经发表了《论涡旋环的运动》和《论动力学在物理学和化学中的应用》等论文。1897年发现电子，并于1906年荣获诺贝尔物理学奖。
他的儿子乔治·汤姆逊也获得了诺贝尔物理学奖。
3、阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克耳逊（Albert Abraham Michelson 1852-1931）
波兰裔美国藉物理学家，我们在上学期光学部分学习过迈克耳逊干涉实验，已经看到了迈克耳逊干涉仪的神奇，这个学期我们又在迈克耳孙-莫雷实验中再次看到了它的身影。正是迈克耳孙-莫雷实验让人们放弃了“以太”和“以太”参考系的概念，爱因斯坦由此提出了相对论。1907年，迈克耳孙因为“发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究”而成为美国第一个诺贝尔物理学奖获得者。
月球上的一个环形山是以他的名字命字。
4、威廉·维恩（Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien 1864—1928）
德国物理学家，1911年，他因对于热辐射等物理法则贡献，而获得诺贝尔物理学奖。我们在书上学习过·维恩位移率：
在黑体辐射中，随着黑体的热力学温度升高，辐射最强的波长向短波方向移动，并满足

火星上有一个陨石坑以他的名字命名。
5、马克斯·普朗克(Max Planck 1858-1947
德国物理学家，量子力学的创始人。因为普朗克在量子力学领域内的伟大贡献，他被誉为量子力学之父。1900年，普朗克第一次提出了能量子的概念，根据瑞利和金斯公式推导出了黑体辐射能量分布公式：

1918年普朗克获得诺贝尔物理学奖。
普朗克的墓在哥庭根市公墓内，其标志是一块简单的矩形石碑，上面只刻着他的名字，下角写着：尔格·秒。他的墓志铭就是一行字：

这也是对他毕生最大贡献：提出量子假说的肯定。
普朗克的另一个鲜为人知伟大的贡献是推导出波尔兹曼常数。在上个学期，我们在热学部分经常会用到波尔兹曼常数。正是普朗克沿着波尔兹曼的思路进行更深入的研究得出波尔兹曼常数后，为了向他一直尊崇的波尔兹曼教授表示尊重，建议将命名为波尔兹曼常数。现在看来，现代物理学非常重要的两个常数和都是普朗克推导出来的，普朗克也确实是当之无愧的伟大物理学家。
6、阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein1879－1955）
德裔犹太人，后取得美国国籍。爱因斯坦的伟大，世人皆知。
他在12岁开始自学高等数学，并开始怀疑欧几里德的假定。在26岁（1905年）发表量子论，提出光量子假说，解决了光电效应问题。同年4月向苏黎世大学提出论文《分子大小的新测定法》，取得博士学位。5月完成论文《论动体的电动力学》，独立而完整地提出狭义相对性原理，开创物理学的新纪元。这一年因此被称为“爱因斯坦奇迹年”。 在36岁（1915年）提出《广义相对论》引力方程的完整形式，并且成功地解释了水星近日点运动。在37岁（1916年），完成总结性论文《广义相对论的基础》。
1921年，爱因斯坦因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖。我们本学期学习了爱因斯坦光电效应方程：

但是爱因斯坦最大的贡献还在于相对论的建立，我们水平有限，只能理解狭义相对论的皮毛。狭义相对论的两条基本假设是
爱因斯坦相对性原理：物理定律在所有惯性系中都具有相同的数学表达形式，即所有惯性系都是等价的，不存在如何特殊的绝对惯性系。
光速不变原理：在所有惯性系中光在真空中的传播速率都等于
根据狭义相对论，有以下效应：
时间延缓：
长度收缩：
此外，爱因斯坦还提出了著名的质能方程：

7、尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔（Niels Henrik David Bohr 1885－1962
丹麦物理学家。他通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱，提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，对二十世纪物理学的发展有深远的影响。玻尔为丹麦物理学家，哥本哈根学派的创始人。
波尔的氢原子理论包括三条基本假设
定态假设。一个原子系统能够并且只能经常地处在一系列相应于分立能量值的状态中，因此该系统的任何能量变化，只能是由于这些态之间的跃迁引起的。这些态称为系统的定态。
频率条件。两个定态之间跃迁时，原子才会吸收或发射频率为的光子，并且有下列称为频率条件的关系式：

角动量量子化假设。电子以速度在半径为的圆周上绕核运动时，只有电子的角动量等于的整数倍的那些轨道才是稳定的，即

根据波尔的氢原子理论，得到了氢原子能量公式
当，得到基态能量

此外，波尔也是一个足球运动员，20世纪初丹麦一位顶级守门员，丹麦AB队门将。1922年玻尔获得诺贝尔物理学奖时。当时丹麦报纸普遍采用的标题是：《授予著名足球运动员尼尔斯·玻尔诺贝尔奖》。
8、阿瑟·霍利·康普顿（Arthur Holly Compton，1892－1962）
美国物理学家，康普顿1918年开始研究X射线的散射。1922年，他发现X射线对自由电子发生散射时，光子的能量减少，而波长变大。这一发现被称为“康普顿效应”或“康普顿散射”：

其中叫做电子的康普顿波长，。
康普顿于1927年获得诺贝尔物理学奖。
9、路易·维克多·德布罗意（Louis Victor de Broglie 1892—1987）
法国著名理论物理学家，波动力学的创始人，物质波理论的创立者，量子力学的奠基人之一。1923年，德布罗意在他的博士论文中提出大胆的假设：实物粒子具有波动性。他把波粒二象性应用于实物粒子，提出物质波，也叫德布罗意波，其频率和波长分别为：


德布罗意在1929获得诺贝尔物理学奖，也成为第一个由于博士论文而获此殊荣的科学家。
10、沃纳·海森堡（Werner Heisenberg 1901－1976）
德国物理学家，量子力学的主要创始人，“哥本哈根学派”的代表人物。
这学期我们学习了不确定关系。这一关系是海森堡于1927年首先提出的：在某一方向，粒子位置的不确定量和该方向上的动量不确定量之间有如下关系：

第二次世界大战开始后，迫于纳粹德国的威胁，丹麦的大物理学家玻尔离开了心爱的哥本哈根理论物理研究所，离开了朝夕相处的来自世界各地的同事，远赴美国。德国的许多科学家也纷纷背井离乡，坚决不与纳粹势力妥协。然而，有一位同样优秀的物理学家却留下来了，并被纳粹德国委以重任，负责领导研制原子弹的技术工作，远在异乡的玻尔愤怒了，他与这位过去的同事产生了尖锐的矛盾，并与他形成了终生未能化解的隔阂。
11、埃尔温·薛定谔(Erwin Schr dinger 1887 -1961
奥地利物理学家。概率波动力学的创始人。主要研究有关热学的统计理论问题，写出了有关气体和反应动力学、振动、点阵振动（及其对内能的贡献）的热力学以及统计等方面的论文。他还研究过色觉理论，他对有关红绿色盲和蓝黄色盲频率之间的关系的解释为生理学家们所接受。（我们在高中的生物书上，确实见到过薛定谔的名字）
1926年1-6月,薛定谔一连发表了四篇论文，题目都是《量子化就是本征值问题》，系统地阐明了波动力学理论。
自由粒子薛定谔方程：
1933年，薛定谔获得诺贝尔物理学奖。
12、克林顿·约瑟夫·戴维逊（Davisson Clinton Joseph 1881-1958）、乔治·汤姆逊（George Paget Thomson，1892-1975）
克林顿·约瑟夫·戴维逊是美国实验物理学家，乔治·汤姆逊是英国物理学家。他们二人因为证明了德布罗意公式的正确性而获得了1937年的诺贝尔物理学奖。
月球上存在戴维逊陨石坑用来纪念克林顿·约瑟夫·戴维逊。
乔治·汤姆逊是约瑟夫·约翰·汤姆逊的独子，父子两人同时获得诺贝尔物理学奖。
13、恩里科·费米（Enrico Fermi 1901—1954）
美籍意大利裔物理学家，他对理论物理学和实验物理学方面均有重大贡献，首创了β衰变的定量理论，负责设计建造了世界首座自持续链式裂变核反应堆，发展了量子理论。我们在本学期见到了费米子，之后还有费米能量公式、费米——狄拉克分布等以费米命名的物理量。
费米于1938年获得诺贝尔物理学奖。
14、沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli 1900-1958）
美籍奥地利科学家。1922年，泡利在格丁根大学任波恩的助教，和玻恩就天体摄动理论在原子物理中的运用联名发表论文。
泡利不相容原理（Pauli’s exclusion principle 又称泡利原理、不相容原理）：指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子，两个垫子不可能具有完全相同的4个量子数
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泡利在1945年获得诺贝尔物理学奖。
15、马克斯·玻恩（Max Born 1882～1970）
德国犹太裔理论物理学家，量子力学奠基人之一。玻恩在物理学中的主要成就是创立矩阵力学和对薛定谔的波函数作出统计解释。
波恩认为德布罗意波是概率波。波恩认为微观粒子的状态用波函数描述，它本身没有直接的物理意义，而其模的平方表示时刻在空间坐标附近单位体积内发现粒子的概率，即粒子出现的概率密度。
波恩因此而获得1954年的诺贝尔物理学奖。
玻恩先后培养了两位诺贝尔物理学奖获得者：海森堡和泡利不过，玻恩似乎没有他的学生幸运，他对量子力学的几率解释受到了包括爱因斯坦、普朗克等很多伟大的科学家的反对，直到1954年才获诺贝尔物理学奖。

详细解释一下量子论

1、意义
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量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。
1928年狄拉克将相对论运用于量子力学，又经海森伯、泡利等人的发展，形成了量子电动力学，量子电动力学研究的是电磁场与带电粒子的相互作用。
1947年，实验发现了兰姆移位。
1948-1949年，里查德·费因曼（Richard Phillips Feynman）、施温格（J.S.Schwinger）和朝永振一郎用重正化概念发展了量子电动力学，从而获得1965年诺贝尔物理学奖。
2、为量子论的创立及发展作出贡献的科学家
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维恩（Wilhelm Wien）
瑞利（Lord Rayleigh）
普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck）
狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac）
尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）
路易·德布罗意（Prince Louis-victor de Broglie）
薛定谔（Erwin Schrödinger）
海森伯（Werner Karl Heisenberg）
玻恩（Max Born）
里查德·费恩曼（Richard Phillips Feynman）
H.赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）
密立根（Robert Andrews Millikan）
爱因斯坦
波尔
3、量子论的发展历程
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量子理论的创建过程是一部壮丽的史诗:
量子论的初期：
1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量子概念，为量子理论奠下了基石。
随后，爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面。
1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化概念，提出玻尔的原子理论，对氢光谱作出了满意的解释，使量子论取得了初步胜利。随后，玻尔、索末菲和其他物理学家为发展量子理论花了很大力气，却遇到了严重困难。旧量子论陷入困境。
量子论的建立：
1923年，德布罗意提出了物质波假说，将波粒二象性运用于电子之类的粒子束，把量子论发展到一个新的高度。
1925年-1926年薛定谔率先沿着物质波概念成功地确立了电子的波动方程，为量子理论找到了一个基本公式，并由此创建了波动力学。
几乎与薛定谔同时，海森伯写出了以“关于运动学和力学关系的量子论的重新解释”为题的论文，创立了解决量子波动理论的矩阵方法。
1925年9月，玻恩与另一位物理学家约丹合作，将海森伯的思想发展成为系统的矩阵力学理论。不久，狄拉克改进了矩阵力学的数学形式，使其成为一个概念完整、逻辑自洽的理论体系。
1926年薛定谔发现波动力学和矩阵力学从数学上是完全等价的，由此统称为量子力学，而薛定谔的波动方程由于比海森伯的矩阵更易理解，成为量子力学的基本方程。
4、量子力学发展中的争论
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量子力学虽然建立了，但关于它的物理解释却总是很抽象，大家的说法也不一致。波动方程中的所谓波究竟是什么？
玻恩认为，量子力学中的波实际上是一种几率，波函数表示的是电子在某时某地出现的几率。1927年，海森伯提出了微观领域里的不确定关系，他认为任何一个粒子的位置和动量不可能同时准确测量，要准确测量其中的一个，另一个就将是不确定的。这就是所谓的“不确定原理”。它和玻恩的波函数几率解释一起，奠定了量子力学诠释的物理基础。玻尔敏锐地意识到不确定原理正表征了经典概念的局限性，因此在此基础上提出了“互补原理”。玻尔的互补原理被人们看成是正统的哥本哈根解释，但爱因斯坦不同意不确定原理，认为自然界各种事物都应有其确定的因果关系，而量子力学是统计性的，因此是不完备的，而互补原理更是一种权宜之计。于是在爱因斯坦与玻尔之间进行了长达三四十年的争论，直到他们去世也没有作出定论。
世纪发现之微观世界中的轮盘赌----量子论
如果说光在空间的传播是相对论的关键，那么光的发射和吸收则带来了量子论的革命。我们知道物体加热时会放出辐射，科学家们想知道这是为什么。为了研究的方便，他们假设了一种本身不发光、能吸收所有照射 其上的光线的完美辐射体，称为“黑体”。研究过程中，科学家发现按麦克斯韦电磁波理论计算出的黑体光谱紫外部分的能量是无限的，显然发生了谬误，这为“紫外线灾难。”提供了依据。1900年，德国物理学家普朗克提出了物质中振动原子的新模型。他从物质的分子结构理论中借用不连续性的概念， 提出了辐射的量子论。关于量子论中的不连续性，我们可以这样理解：如温度的增加或降低，我们认为是连续的，从一度升到二度中间必须经过0.1.度0.1度之前必定有0.01度。但是量子论认为在某两个数值之间例如1度和3度之间可以没有2度，就像我们花钱买东西一样，一分钱是最小的量了，你不可能拿出0.1分钱，虽然你可以以厘为单位计算钱数。这个一分钱就是钱币的最小的量。而这个最小的量就是量子。他认为各种频率的电磁波，包括光只能以各自确定 分量的能量从振子射出，这种能量微粒称为量子，光的量子称为光量子，简称光子。根据这个模型计算出的黑体光谱与实际观测到的相一致。这揭开了物理学上崭新的一页。量子论不仅很自然地解释了灼热体辐射能量按波长分布的规律，而且以全新的方式提出了光与物质相互作用的整个问 题。量子论不仅给光学，也给整个物理学提供了新的概念，故通常把它的诞生视为近代物理学的起点。
量子论：原子核世界中的开路先锋
量子假说与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”直接矛盾，因此量子理论出现后，许多物理学家不予接受。普朗克本人也十分动摇，后悔当初的大胆举动，甚至放弃了量子论继续用能量的连续变化来解决辐射 的问题。但是，历史已经将量子论推上了物理学新纪元的开路先锋的位置，量子论的发展已是锐不可当。
第一个意识到量子概念的普遍意义并将其运用到其它问题上的是爱因斯坦。他建立了光量子理论解释光电效应中出现的新现象。光量子论的提出使光的性质的历史争论进入了一个新的阶段。自牛顿以来，光的微粒说 和波动说此起彼伏，爱因斯坦的理论重新肯定了微粒说和波动说对于描述光的行为的意义，它们均反映了光的本质的一个侧面：光有时表现出波动 性，有时表现出粒子性，但它既非经典的粒子也非经典的波，这就是光的 波粒二重性。主要由于爱因斯坦的工作，使量子论在提出之后的最初十年 里得以进一步发展。
在1911年，卢瑟福提出了原子的行星模型，即电子围绕一个位于原子中心的微小但质量很大的核，即原子核的周围运动。在此后的20年中，物理学的大量研究集中在原子的外围电子结构上。这项工作创立了微观世界 的新理论，量子物理，并为量子理论应用于宏观物体奠定了基础。但是原 子中心微小的原子核仍然是个谜。
原子核是微观世界中的重要层次，量子力学是研究微观粒子运动规律的理论，是现代物理学的理论基础之一，是探索原子核奥秘所不可缺少的工具。在原子量子理论被提出后不久，物理学家开始探讨原子中微小的质 量核--原子核。在原子中，正电原子核在静态条件下吸引负电子。但是什么使原子核本身能聚合在一起呢？原子核包含带正电质子和不带电的中 子，两者之间存在巨大的排斥力，而且质子彼此排斥（不带电的中子没有 这种排斥力）。使原子核聚合在一起，并且克服质子间排斥力的是一种新 的强大的力，它只在原子核内部起作用。原子弹的巨大能量就来自这种强 大的核力。原子核和核力性质的研究对20世纪产生了巨大的影响，放射现 象、同位素、核反应、裂变、聚变、原子能、核武器和核药物都是核物理 学的副产品。
丹麦物理学家玻尔首次将量子假设应用到原子中，并对原子光谱的不连续性作出了解释。他认为，电子只在一些特定的圆轨道上绕核运行。在 这些轨道上运行时并不发射能量，只当它从一个较高能量的轨道向一个较 低轨道跃迁时才发射辐射，反之吸收辐射。这个理论不仅在卢瑟福模型的 基础上解决了原子的稳定性问题，而且用于氢原子时与光谱分析所得的实验结果完全符合，因此引起了物理学界的震动。玻尔指导了19世纪20到年 代的物理学家理解量子理论听起来自相矛盾的基本结构，他实际上既是这 种理论的“助产师”又是护士。
玻尔的量子化原子结构明显违背古典理论，同样招致了许多科学家的不满。但它在解释光谱分布的经验规律方面意外地成功，使它获得了很高的声誉。不过玻尔的理论只能用于解决氢原子这样比较简单的情形，对于多电子的原子光谱便无法解释。旧量子论面临着危机，但不久就被突破。在这方面首先取得突破的是法国物理学家德布罗意。他在大学时专业学的 是历史，但他的哥哥是研究X射线的著名物理学家。受他的影响，德布罗意大学毕业后改学物理，与兄长一起研究X射线的波动性和粒子性的问 题。经过长期思考，德布罗意突然意识到爱因斯坦的光量子理论应该推广到一切物质粒子，特别是光子。1923年9月到10月，他连续发表了三篇论文，提出了电子也是一种波的理论，并引入了“驻波”的概念描述电子在 原子中呈非辐射的静止状态。驻波与在湖面上或线上移动的行波相对，吉 它琴弦上的振动就是一种驻波。这样就可以用波函数的形式描绘出电子的 位置。不过它给出的不是我们熟悉的确定的量，而是统计上的“分布概 率”，它很好地反映了电子在空间的分布和运行状况。德布罗意还预言电 子束在穿过小孔时也会发生衍射现象。1924年，他写出博士论文“关于量 子理论的研究”，更系统地阐述了物质波理论，爱因斯坦对此十分赞赏。 不出几年，实验物理学家真的观测到了电子的衍射现象，证实了德布罗意 的物质波的存在。
沿着物质波概念继续前进并创立了波动力学的是奥地利物理学家薛定谔。他从爱因斯坦的一篇论文中得知了德布罗意的物质波概念后立刻接受了这个观点。他提出，粒子不过是波动辐射上的泡沫。1925年，他推出了一个相对论的波动方程，但与实验结果不完全吻合。1926年，他改而处理非相对论的电子问题，得出的波动方程在实验中得到了证实。
1925年，德国青年物理学家海森伯格写出了一篇名为《关于运动学和 力学关系的量子论重新解释》的论文，创立了解决量子波动理论的矩阵方法。玻尔理论中的电子轨道、运行周期这样古典的然而是不可测量的概念 被辐射频率和强度所代替。经过海森伯格和英国一位年轻的科学家狄喇克 的共同努力，矩阵力学逐渐成为一个概念完整、逻辑自洽的理论体系。
波动力学与矩阵力学各自的支持者们一度争论不休，指责对方的理论有缺陷。到了1926年，薛定谔发现这两种理论在数学上是等价的，双方才消除了敌意。从此这两大理论合称量子力学，而薛定谔的波动方程由于更易于掌握而成为量子力学的基本方程。
充满不确定性的量子论
海森伯格不确定原则是量子论中最重要的原则之一。它指出，不可能 同时精确地测量出粒子的动量和位置，因为在测量过程中仪器会对测量过 程产生干扰，测量其动量就会改变其位置，反之亦然。量子理论跨越了牛 顿力学中的死角。在解释事物的宏观行为时，只有量子理论能处理原子和 分子现象中的细节。但是，这一新理论所产生的似是而非的矛盾说法比光 的波粒二重性还要多。牛顿力学以确定性和决定性来回答问题，量子理论 则用可能性和统计数据来回答。传统物理学精确地告诉我们火星在哪里， 而量子理论让我们就原子中电子的位置进行一场赌博。海森伯格不确定性 使人类对微观世界的认识受到了绝对的限制，并告诉我们要想丝毫不影响 结果，我们就无法进行测量。 量子力学的奠基人之一薛定谔在1935年就意识到了量子力学中不确定 性的问题，并假设了一个著名的猫思维实验：“一只猫关在一钢盒内，盒 中有下述极残忍的装置（必须保证此装置不受猫的直接干扰）：在盖革计 数器中有一小块辐射物质，它非常小，或许在1小时中只有一个原子衰 变。在相同的几率下或许没有一个原子衰变。如果发生衰变，计数管便放 电并通过继电器释放一个锤，击碎一个小小的氰化物瓶。如果人们使这整 个系统自在1个小时，那么人们会说，如果在此期间没有原子衰变，这猫 就是活的。第一次原子衰变必定会毒杀了这只猫。”
常识告诉我们那只猫是非死即活的，两者必居其一。可是按照量子力 学的规则，盒内整个系统处于两种态的叠加之中，一态中有活猫，另一态 中有死猫。但是有谁在现实生活中见过一个又活又死的猫呢？猫应该知道 自己是活还是死，然而量子理论告诉我们，这个不幸的动物处于一种悬而 未决的死活状态中，直到某人窥视盒内看个究竟为止。此时，它要么变得 生气勃勃，要么立刻死亡。如果把猫换成一个人，那么详谬变得更尖锐 了，因为这样一来，监禁在盒内的那位朋友会自始至终地意识到他是健康 与否。如果实验员打开盒子，发现他仍然是活的，那时他可以问他的朋 友，在此观察前他感觉如何，显然这位朋友会回答在所有的时间中他绝对 活着。可这跟量子力学是相矛盾的，因为量子理论认为在盒内的东西被观 察之前那位朋友仍处在活-死迭加状态中。
玻尔敏锐地意识到它正表征了经典概念的局限性，因此以此为基础提 出“互补原则”，认为在量子领域总是存在互相排斥的两种经典特征，正 是它们的互补构成了量子力学的基本特征。玻尔的互补原则被称为正统的 哥本哈根解释，但爱因斯坦一直不同意。他始终认为统计性的量子力学是 不完备的，而互补原理是一种绥靖哲学，因而一再提出假说和实验责难量 子论，但玻尔总能给出自洽的回答，为量子论辩护。爱因斯坦与玻尔的论 战持续了半个世纪，直到他们两人去世也没有完结。
爱因斯坦对量子论的质疑
薛定谔猫实验告诉我们，在原子领域中实在的佯谬性质与日常生活和 经验是不相关的，量子幽灵以某种方式局限于原子的阴影似的微观世界之中。如果遵循量子理论的逻辑到达其最终结论，则大部分的物理宇宙似乎 要消失于阴影似的幻想之中。爱因斯坦决不愿意接受这种逻辑结论。他反问：没有人注视时月亮是否实在？科学是一项不带个人色彩的客观的事 业，将观察者作为物理实在的一个关键要素的思想看来与整个科学精神相 矛盾。如果没有一个“外在的”具体世界供我们实验与测量，全部科学不 就退化为追逐想象的一个游戏了吗？
量子理论革命性的特点，一开始就引起了关于它的正确性及其解释内容的激烈争论，在20世纪中这个争论一直进行着。自然法则从根本上将是 否具有随机性？在我们的观察中是否存在实体？我们又是否受到了观察的 现象的影响？爱因斯坦率先从几个方面对量子理论提出质疑。他不承认自然法则是随机的。他不相信“上帝在和世界玩骰子”。在和玻尔的一系列 著名的论战中，爱因斯坦又一次提出了批判，试图结实量子理论潜在的漏 洞、错误和缺点。玻尔则巧妙地挫败了爱因斯坦的所有攻击。在1935年的一篇论文中，爱因斯坦提出了一个新证据：断言量子理论无法对自然界进 行完全的描述。根据爱因斯坦的说法，一些无法被量子理论预见的物理现 象应该能被观测到。这一挑战最终导致阿斯派特做了一系列著名的试验， 准备用这些试验解决这一争论。阿斯派特的实验详尽地证明了量子理论的 正确性。阿斯派特认为，量子理论能够预见但无法解释一些奇妙的现象， 爱因斯坦断言这一点是不可能的。由此似乎信息传播地比光速还快--很明 显地违背了相对论和因果律。阿斯派特的实验结论仍有争议，但它们已促 成了关于量子论的更多的奇谈怪论。
由玻尔和海森伯格发展起来的理论和哥本哈根派的观点，尽管仍有争 论，却逐渐在大多数物理学家中得到认可。按照该学派的观点，自然规律 既非客观的，也非确定的。观察者无法描述独立于他们之外的现实。就象 不确定律和测不准定律告诉我们的一样，观察者只能受到观察结果的影 响。按自然规律得出的实验性预见总是统计性的而非确定性的。没有定规 可寻，它仅仅是一种可能性的分布。
电子在不同的两个实验中表现出的波动性和粒子性这一表面上的矛盾 是互补性原理的有关例子。量子理论能够正确地、连续地预测电子的波动 性或粒子性，却不能同时对两者进行预测。按照玻尔的观点，这一矛盾是 我们在对电子性质的不断探索中，在我们的大脑中产生的，它不是量子理论的一部分。而且，从自然界中只能得到量子理论提供的有限的、统计性 的信息。量子理论是完备的：该理论未能告诉我们的东西或许是有趣的猜 想或隐喻。但这些东西既不可观测，也不可测量，因而与科学无关。 哥本哈根解释未能满足爱因斯坦关于一个完全客观的和决定性的物理 定律应该是什么样的要求。几年后，他通过一系列思维推理实验向玻尔发 起挑战。这些实验计划用来证明在量子理论中的预测中存在着不一致和错 误。爱因斯坦用两难论或量子理论中的矛盾向玻尔发难。玻尔把问题稍微思考几天，然后就能提出解决办法。爱因斯坦男买内过分地看重了一些东 西或者忽略了某些效应。有一次，具有讽刺意味的是爱因斯坦忘记了考虑 他自己提出的广义相对论。最终，爱因斯坦承认了量子理论的主观一致 性，但他仍固执地坚持一个致命的批判：EPR思维实验。
1935年，爱因斯坦和两个同事普多斯基和罗森合作写了一篇驳斥量子理论完备性的论文，在物理学家和科学思想家中间广为流传。该论文以三个人姓氏的第一个字母合称EPR论文。他们假设有两个电子：电子1和电子 2发生碰撞。由于它们带有相同的电荷，这种碰撞是弹性的，符合能量守 衡定律，碰撞后两电子的动量和运动方向是相关的。因而，如果测出了电 子1的位置，就能推知电子2的位置。假设在碰撞发生后精确测量电子1的 位置，然后测量其动量。由于每次只测量了一个量，测量的结果应该是准 确的。由于电子1、2之间的相关性，虽然我们没有测量电子2，即没有干 扰过它，但仍然可以精确推测电子2的位置和动量。换句话说，我们经过 一次测量得知了电子的位置和动量，而量子理论说这是不可能的，关于这 一点量子理论没有预见到。爱因斯坦及其同事由此证明：量子理论是不完 备的。
玻尔经过一段时间的思考，反驳说EPR实验非但没有证否量子理论， 而且还证明了量子理论的互补性原理。他指出，测量仪器、电子1和电子2 共同组成了一个系统，这是一个不可分割的整体。在测量电子1的位置的 过程中会影响电子2的动量。因此对电子1的测量不能说明电子2的位置和动量，一次测量不能代替两次测量。这两个结果是互补的和不兼容的，我 们既不能说系统中一个部分受到另一个部分的影响，也不能试图把两个不 同实验结果互相联系起来。EPR实验假定了客观性和因果关系的存在而得 出结论认为量子理论是不完备的，事实上这种客观性和因果性只是一种推 想和臆测。
现实世界中的量子论
尽管人们对量子理论的含义还不太清楚，但它在实践中获得的成就却 是令人吃惊的。尤其在凝聚态物质--固态和液态的科学研究中更为明显。 用量子理论来解释原子如何键合成分子，以此来理解物质的这些状态是再 基本不过的。键合不仅是形成石墨和氮气等一般化合物的主要原因，而且 也是形成许多金属和宝石的对称性晶体结构的主要原因。用量子理论来研 究这些晶体，可以解释很多现象，例如为什么银是电和热的良导体却不透 光，金刚石不是电和热的良导体却透光？而实际中更为重要的是量子理论 很好地解释了处于导体和绝缘体之间的半导体的原理，为晶体管的出现奠 定了基础。1948年，美国科学家约翰·巴丁、威廉·肖克利和瓦尔特·布 拉顿根据量子理论发明了晶体管。它用很小的电流和功率就能有效地工 作，而且可以将尺寸做得很小，从而迅速取代了笨重、昂贵的真空管，开 创了全新的信息时代，这三位科学家也因此获得了1956年的诺贝尔物理学 奖。另外，量子理论在宏观上还应用于激光器的发明以及对超导电性的解 释。
而且量子论在工业领域的应用前景也十分美好。科学家认为，量子力 学理论将对电子工业产生重大影响，是物理学一个尚未开发而又具有广阔 前景的新领域。目前半导体的微型化已接近极限，如果再小下去，微电子 技术的理论就会显得无能为力，必须依靠量子结构理论。科学家们预言， 利用量子力学理论，到2010年左右，人们能够使蚀刻在半导体上的线条的 宽度小到十分之一微米（一微米等于千分之一毫米）以下。在这样窄小的 电路中穿行的电信号将只是少数几个电子，增加一个或减少一个电子都会 造成很大的差异。
美国威斯康星大学材料科学家马克斯·拉加利等人根据量子力学理论 已制造了一些可容纳单个电子的被称为“量子点”的微小结构。这种量子 点非常微小，一个针尖上可容纳几十亿个。研究人员用量子点制造可由单 个电子的运动来控制开和关状态的晶体管。他们还通过对量子点进行巧妙 的排列，使这种排列有可能用作微小而功率强大的计算机的心脏。此外， 美国得克萨斯仪器公司、国际商用机器公司、惠普公司和摩托罗拉公司等 都对这种由一个个分子组成的微小结构感兴趣，支持对这一领域的研究， 并认为这一领域所取得的进展“必定会获得极大的回报”。
科学家对量子结构的研究的主要目标是要控制非常小的电子群的运动 即通过“量子约束”以使其不与量子效应冲突。量子点就有可能实现这个 目标。量子点由直径小于20纳米的一团团物质构成，或者约相当于60个硅 原子排成一串的长度。利用这种量子约束的方法，人们有可能制造用于很 多光盘播放机中的小而高效的激光器。这种量子阱激光器由两层其他材料 夹着一层超薄的半导体材料制成。处在中间的电子被圈在一个量子平原 上，电子只能在两维空间中移动。这样向电子注入能量就变得容易些，结 果就是用较少的能量就能使电子产生较多的激光。
美国电话电报公司贝尔实验室的研究人员正在对量子进行更深入的研 究。他们设法把量子平原减少一维，制造以量子线为基础的激光器，这种 激光器可以大大减少通信线路上所需要的中继器。
美国南卡罗来纳大学詹姆斯·图尔斯的化学实验室用单个有机分子已 制成量子结构。采用他们的方法可使人们将数以十亿计分子大小的装置挤 在一平方毫米的面积上。一平方毫米可容纳的晶体管数可能是目前的个人 计算机晶体管数的1万倍。纽约州立大学的物理学家康斯坦丁·利哈廖夫 已用量子存储点制成了一个存储芯片模型。从理论上讲，他的设计可把1 万亿比特的数据存储在大约与现今使用的芯片大小相当的芯片上，而容量 是目前芯片储量的1·5万倍。有很多研究小组已制出了利哈廖夫模型装置 所必需的单电子晶体管，有的还制成了在室温条件下工作的单电子晶体 管。科学家们认为，电子工业在应用量子力学理论方面还有很多问题有待 解决。因此大多数科学家正在努力研究全新的方法，而不是仿照目前的计 算机设计量子装置。
量子论与相对论能统一吗？
量子理论提供了精确一致地解决关于原子、激光、X射线、超导性以 及其他无数事情的能力，几乎完全使古老的经典物理理论失去了光彩。但我们仍旧在日常的地面运动甚至空间运动中运用牛顿力学。在这个古老而 熟悉的观点和这个新的革命性的观点之间一直存在着冲突。
宏观世界的定律保持着顽固的可验证性，而微观世界的定律具有随机性。我们对抛射物和彗星的动态描述具有明显的视觉特征，而对原子的描述不具有这种特征，桌子、凳子、房屋这样的世界似乎一直处于我们的观 察中，而电子和原子的实际的或物理性状态没有缓解这一矛盾。如果说这些解释起了些作用的话，那就是他们加大了这两个世界之间的差距。
对大多数物理学家来说，这一矛盾解决与否并无大碍，他们仅仅关心他们自己的工作，过分忽视了哲学上的争议和存在的冲突。毕竟，物理工作是精确地预测自然现象并使我们控制这些现象，哲学是不相关的东西。
广义相对论在大尺度空间、量子理论在微观世界中各自取得了辉煌的成功。基本粒子遵循量子论的法则，而宇宙学遵循广义相对论的法则，很难想象它们之间会出现大的分歧。很多科学家希望能将这两者结合起来， 开创一门将从宏观到微观的所有物理学法则统一在一起的新理论。但迄今 为止所有谋求统一的努力都遭到失败，原因是这两门20世纪物理学的重大学科完全矛盾。是否能找到一种比现有的这两种理论都好的新理论，使这两种理论都变得过时，正如它们流行之前的种种理论遇到的情况那样呢？

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