量子力學(xué)和物質(zhì)波

量子力學(xué)是20世紀(jì)最成功的理論之一，物質(zhì)波是量子力學(xué)從建立到完成過(guò)程中起決定性作用的概念之一。本文從量子力學(xué)的建立和發(fā)展過(guò)程出發(fā)，對(duì)量子力學(xué)與物質(zhì)波的關(guān)系給出了論證：量子力學(xué)的建立過(guò)程就是對(duì)物質(zhì)波的認(rèn)識(shí)過(guò)程；量子力學(xué)的框架就是圍繞粒子的波動(dòng)性（波函數(shù)）來(lái)完成的；量子力學(xué)的含義就是給物質(zhì)波一個(gè)物理解釋。文章最后作者根據(jù)自己的觀(guān)點(diǎn)給出了解決“量子物理論戰(zhàn)”的一條可能途徑。

關(guān)鍵詞：量子力學(xué)；物質(zhì)波；波粒二象性

中圖分類(lèi)號(hào)：O4

1 引言
量子力學(xué)是關(guān)于微觀(guān)粒子運(yùn)動(dòng)的一門(mén)科學(xué)，其核心內(nèi)容是描述微觀(guān)粒子的波粒二象性——微觀(guān)粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律類(lèi)似于波的運(yùn)動(dòng)；而微觀(guān)粒子在被一些實(shí)驗(yàn)手段測(cè)量時(shí)又體現(xiàn)經(jīng)典粒子的性質(zhì)，如，具有動(dòng)量、質(zhì)量、電荷——這看似矛盾的性質(zhì)被統(tǒng)一于物質(zhì)波的概念中。雖然我們對(duì)量子力學(xué)仍有疑問(wèn)，但是它的成功已經(jīng)被無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，而且數(shù)學(xué)證明它也是自洽的，它自身的內(nèi)部體系已經(jīng)變得幾乎無(wú)懈可擊；所以我們要有所突破只能從外部，從它的假設(shè)入手。我想，最有可能突破的就是它的統(tǒng)計(jì)解釋?zhuān)簿褪橇孔恿W(xué)的主要任務(wù)——描述物質(zhì)波。當(dāng)然這一切需要實(shí)驗(yàn)的支持。由此可見(jiàn)物質(zhì)波對(duì)于量子力學(xué)的意義。本文將從量子力學(xué)的建立、體系、含義和物質(zhì)波三方面論述二者的關(guān)系；并且為解決“量子物理論戰(zhàn)”問(wèn)題做了嘗試。為了論述方便，本文提到的很多實(shí)驗(yàn)僅僅是給出了結(jié)論性描述，如果需要詳細(xì)的資料可以查閱本文的參考資料。

2 量子力學(xué)的建立與物質(zhì)波
量子力學(xué)是20世紀(jì)最成功的物理理論之一，熟悉它的建立過(guò)程對(duì)我們更好的理解量子力學(xué)會(huì)有很大的幫助。我們將會(huì)看到，量子力學(xué)的建立過(guò)程就是對(duì)物質(zhì)波的認(rèn)識(shí)過(guò)程。
2.1量子物理的開(kāi)始
2.1.1能量量子化的提出
1900年12月14日，在德國(guó)物理學(xué)會(huì)的一次會(huì)議上，普朗克宣讀了他的論文《正常光譜的能量分布理論》。這篇開(kāi)始幾乎沒(méi)人注意的文章因?yàn)槭褂脙?nèi)插法引入了普朗克常數(shù)h，漂亮的解決了20世紀(jì)物理學(xué)上空的兩朵烏云中之一----黑體輻射的問(wèn)題，從而開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元。人們也就把這篇文章發(fā)表的日期看作量子物理學(xué)的誕辰。這篇論文的功績(jī)?cè)谟谄绽士顺?shù)h的引入表明了黑體空腔壁中起輻射作用的電子的能量是量子化的。