什麼是量子理論?
什麼叫量子力學
量子物理學是關於自然界的最基本的理論，人類在20世紀20年代發現了它，然而至今卻仍然無法理解這個理論的真諦。大多數人根本沒聽說過量子，而初學者無不感到困惑不解，實際上，所有20世紀最偉大的科學家都沒有真正理解它，並一直為之爭論不休。然而，越困難、越具有挑戰性的問題就越讓人類的好奇心無法割捨，人類志在理解自然的本性，並最終理解自己。
今天，對於每一個仍然對自然充滿好奇的現代人來說，不理解量子，就無法理解我們身邊的世界，就不能真正成為一個有理性的、思想健全的人。同時，讓我們所有人感到幸運的是，現在想真正理解神祕的量子卻是一件容易的事情，這會讓那些逝去的偉人們感到羨慕和由衷的欣慰。
發現量子
人們將量子的發現稱為人類科學和思想領域中的一場偉大的革命，因為它會讓所有第一次試圖接近她的人感到從未有過的心靈震撼。現代人所缺少的正是這種真正的心靈震撼，他們太沉迷於感性的快樂，而忽視了理性的清新魅力。
1900年，普朗克在對熱輻射的研究中第一個窺見了量子。這一年的12月14日，普朗克在德國物理學會會議上宣佈了他的偉大發現---能量量子化假說，根據這一假說，在光波的發射和吸收過程中，發射體和吸收體的能量變化是不連續的，能量值只能取某個最小能量元的整數倍，這一最小能量元被稱為“能量子”。普朗克的能量子概念第一次向人們揭示了微觀自然過程的非連續本性，或量子本性。
1905年，愛因斯坦提出了光量子假說，進一步發展了量子概念。愛因斯坦認為，能量子概念不只是在光波的發射和吸收時才有意義，光波本身就是由一個個不連續的、不可分割的能量量子所組成的。利用這一假說，愛因斯坦成功地解釋了光電效應等實驗現象。光量子概念首次揭示了光的量子特性或波粒二象性，即光不僅具有波動性，同時也具有粒子性。
繼普朗克和愛因斯坦之後，玻爾進一步發現了原子系統的量子特性。1913年，玻爾把量子概念成功地應用於氫原子系統，並根據盧瑟福的核型原子模型創立了玻爾原子理論。這一理論指出，原子中的電子只能存在於具有分立能量的定態上，並且電子在不同能量定態之間的躍遷是本質上非連續的。
1924年，在愛因斯坦光量子概念的啟發下，德布羅意提出了物質波假說，最終將光所具有的波粒二象性賦予了所有物質粒子，從而指出了自然界中的所有物質都具有波粒二象性，或量子特性。德布羅意的物質波概念為人們發現量子的規律提供了最重要的理論基礎。
最初的理論
終於在1925-26年間，定量描述物質量子特性的最初理論---量子力學誕生了，並且是以兩種不同的面孔---矩陣力學和波動力學接連出現的。1925年7月，海森伯在玻爾原子理論的基礎上，發現了將物理量（如位置、動量等）及其運算以一種新的形式和規則表述時，物質的量子特性，如原子譜線的頻率和強度可以被一致地說明，這是關於量子規律的一種奇妙想法。之後，玻恩和約丹進一步在數學上嚴格地表述了海森伯的思想，他們指出了海森伯所發現的用於表述物理量的新形式正是數學中的矩陣，而物理量之間的運算就是矩陣之間的運算。同時，玻恩和約丹還發現了用於表達粒子位置和動量的矩陣之間滿足一個普遍的不對易關係，即[p,q]=ih。基於這一表達量子本性的對易關係，玻恩、約丹和海森伯終於建立了一個全新的量子理論體系---矩陣力學，這一理論只涉及測量結果，而並不涉及原子系統的量子狀態和測量過程。
在矩陣力學建立的同時，另一種基於德布羅意物質波概念的新力學正在孕育。1925年末，在愛因斯坦的建議下，薛定諤仔細研究了德布羅意的論文，併產生了物質波需要一個演化方程的想法。1926年初，經過反......
什麼是量子力學原理
量子力學基於幾個假設：
1、描寫微觀態的數學量是希爾伯特空間中的矢量，相差一個複數因子的兩個矢量描寫同一個狀態。
2、（1）描寫微觀系統物理量的是希爾伯特空間中的厄米算府；（2）物理量對應算符的本徵值（3）物理量的概率和係數的復平方成正比
3、位置算符和動量算符對易關係為[x,p]=ih/2pai
4、微觀系統的狀態隨時間戶化滿足薛定諤方程
5、描寫全同粒子系統的態矢量對於任意一對粒子調換之後要麼對稱（玻色子）要麼反對稱（費米子）
基於上面這個假設，樓上回答的一切基本上都可以推導出來，比如不確定關係。另外，這裡不包括相對論。
see喀興林《高等量子力學》
什麼是量子論
接上：
現實世界中的量子論
儘管人們對量子理論的含義還不太清楚，但它在實踐中獲得的成就卻 是令人吃驚的。尤其在凝聚態物質--固態和液態的科學研究中更為明顯。 用量子理論來解釋原子如何鍵合成分子，以此來理解物質的這些狀態是再 基本不過的。鍵合不僅是形成石墨和氮氣等一般化合物的主要原因，而且 也是形成許多金屬和寶石的對稱性晶體結構的主要原因。用量子理論來研 究這些晶體，可以解釋很多現象，例如為什麼銀是電和熱的良導體卻不透 光，金剛石不是電和熱的良導體卻透光？而實際中更為重要的是量子理論 很好地解釋了處於導體和絕緣體之間的半導體的原理，為晶體管的出現奠 定了基礎。1948年，美國科學家約翰·巴丁、威廉·肖克利和瓦爾特·布 拉頓根據量子理論發明了晶體管。它用很小的電流和功率就能有效地工 作，而且可以將尺寸做得很小，從而迅速取代了笨重、昂貴的真空管，開 創了全新的信息時代，這三位科學家也因此獲得了1956年的諾貝爾物理學 獎。另外，量子理論在宏觀上還應用於激光器的發明以及對超導電性的解 釋。
而且量子論在工業領域的應用前景也十分美好。科學家認為，量子力 學理論將對電子工業產生重大影響，是物理學一個尚未開發而又具有廣闊 前景的新領域。目前半導體的微型化已接近極限，如果再小下去，微電子 技術的理論就會顯得無能為力，必須依靠量子結構理論。科學家們預言， 利用量子力學理論，到2010年左右，人們能夠使蝕刻在半導體上的線條的 寬度小到十分之一微米（一微米等於千分之一毫米）以下。在這樣窄小的 電路中穿行的電信號將只是少數幾個電子，增加一個或減少一個電子都會 造成很大的差異。
美國威斯康星大學材料科學家馬克斯·拉加利等人根據量子力學理論 已製造了一些可容納單個電子的被稱為“量子點”的微小結構。這種量子 點非常微小，一個針尖上可容納幾十億個。研究人員用量子點製造可由單 個電子的運動來控制開和關狀態的晶體管。他們還通過對量子點進行巧妙 的排列，使這種排列有可能用作微小而功率強大的計算機的心臟。此外， 美國得克薩斯儀器公司、國際商用機器公司、惠普公司和摩托羅拉公司等 都對這種由一個個分子組成的微小結構感興趣，支持對這一領域的研究， 並認為這一領域所取得的進展“必定會獲得極大的回報”。
科學家對量子結構的研究的主要目標是要控制非常小的電子群的運動 即通過“量子約束”以使其不與量子效應衝突。量子點就有可能實現這個 目標。量子點由直徑小於20納米的一團團物質構成，或者約相當於60個硅 原子排成一串的長度。利用這種量子約束的方法，人們有可能製造用於很 多光盤播放機中的小而高效的激光器。這種量子阱激光器由兩層其他材料 夾著一層超薄的半導體材料製成。處在中間的電子被圈在一個量子平原 上，電子只能在兩維空間中移動。這樣向電子注入能量就變得容易些，結 果就是用較少的能量就能使電子產生較多的激光。
美國電話電報公司貝爾實驗室的研究人員正在對量子進行更深入的研 究。他們設法把量子平原減少一維，製造以量子線為基礎的激光器，這種 激光器可以大大減少通信線路上所需要的中繼器。
美國南卡羅來納大學詹姆斯·圖爾斯的化學實驗室用單個有機分子已 製成量子結構。採用他們的方法可使人們將數以十億計分子大小的裝置擠 在一平方毫米的面積上。一平方毫米可容納的晶體管數可能是目前的個人 計算機晶體管數的1萬倍。紐約州立大學的物理學家康斯坦丁·利哈廖夫 已用量子存儲點製成了一個存儲芯片模型。從理論上講，他的設計可把1 萬億比特的數據存儲在大約與現今使用的芯片大小相當......