量子力學可信嗎？ - 知乎_第二章 甚至之後的許多年

甚至之後的許多年，他都在努力打自己臉，試圖推翻自個兒。

但他萬萬沒想到，自己順口一提的玩意兒，居然還挺好使，一不留神給小愛提供了光電效應的解題思路。

咱們前面提過，光電效應中遺留了一個問題：為什麼有些光波射得夠久，能量累積得夠多，也打不出電子呢？

看到了普帥的能量子假設，小愛靈光一閃：真相只有一個！光可能不是波，而是一種粒子！哈意思呢？

打個比方，如果光是一種波，那它會對電子施加連續不斷的能量，能量不斷累積，電子就會移動。

可如果光是一種粒子，那它產生的能量就不是連續的，而是一份一份的！要是光的能量不夠強勁，那電子死都不會走。

而只要光的能量足夠強，那就會讓電子跑路！愛因斯坦把這種一份份的光，叫作光量子，簡稱光子。

愛因斯坦的這個假設完美解釋了光電效應的問題。

不久後，美國科學家密立根，完成了驗證光電效應的實驗，和愛因斯坦的理論完全吻合。

愛因斯坦也因此獲得了1921年的諾貝爾物理學獎。

愛醬也因為將量子理論發揚光大，被咱們稱為——言歸正傳。

按照小愛的理論，光又從連續的波，變成了不連續的粒子，這豈不是證明牛頓還是對的嗎？

既然楊氏雙縫干涉實驗驗證了光的確有波動性，而光電效應實驗也驗證了光的確有粒子性。

愛因斯坦提出光電效應的光量子解釋，使得當時的科學家逐漸意識到光同時具有波和粒子的雙重性質。

這就是傳說中的：波粒二象性。

這就好比形容一個人，既是男的，又是女的。

更可怕的是，這個結論不是瞎想，而是經過科學家的精密實驗，親測有效的。

既然光有波粒二象性，有一名科學家就在這個基礎上進一步推測，提出了一個更大膽的猜想。

這個人就是法國貴族德布羅意。

話說德親王的腦瓜子離譜到啥程度呢？

在他看來，波粒二象性，並不是光的獨門秘籍。

像原子啊、電子啊，甚至世間萬物，都有波粒二象性！也就是說，你以為的實物粒子，其實都有波動性。

這種波被稱為物質波，也叫德布羅意波。

雖然德親王最初只是不負責任地瞎猜，但誰知後來科學家們竟然真用實驗證實了，許多微觀粒子都具有波的性質。

這也坐實了德布羅意的猜想。

所有微觀粒子，都具備波粒二象性！於是，後來的科學家們針對微觀粒子的運動狀態進行了研究。

這就衍生出了一個全新的學說，這個學說就是傳說中的——量子力學量子論建立之後，一時成為熱門學科，許多人蹭上了熱度，開始了量子力學的研究。

其中有個特別厲害的學派，叫作哥本哈根學派。

好了，言歸正傳。

量子論要研究微觀粒子的運動狀態，那就得選個研究物件。

可這次科學家們不研究光了，而是把目光投向了一個新物件——電子。

針對電子的運動，哥本哈根學派裡的兩位大神，先後提出了令人懷疑人生的兩大觀點。

咱們一個個來說。

1.不確定性原理話說很久以前，有個叫盧瑟福的大爺，他曾經給原子畫過畫像。

在他看來，世間萬物都是共通的，比如原子核和電子的關係，應該跟太陽和地球的關係差不多。

這就是盧瑟福提出的「原子的太陽系模型」，電子繞著原子核轉。

後來，他的徒弟在這個模型的基礎上，做了點補充。

這個徒弟就是哥本哈根學派的帶頭大哥——玻爾。

沒錯，就是前面提過的那個。

在玻爾看來，世間萬物也是共通的，比如原子，其實就跟北京的環路差不多。

原子核外有固定的軌道，電子會在不同的軌道里繞著原子核跑圈。

那電子的運動，真是這樣的嗎？

後來，科學家們透過實驗發現，玻爾的原子模型也不太靠譜。

於是有一名科學家站了出來。

他認為，軌道這玩意兒看不見摸不著，會不會是玻爾空想出來的，其實壓根不存在？

這就是哥本哈根學派的海森堡。

他提出了矩陣力學，奠定了他「量子力學之父」的地位。

那在海爸爸眼裡，電子是怎麼運動的呢？

話說，當時有一些科學家透過實驗分別觀測到了電子的位置和速度。

基於這些資料，海森堡總結了一套理論。