在20世纪初期,物理学家们在解决微观领域的物理学问题时,发现经典物理学已经无法解释实验结果,为寻求合理解释,量子力学应运而生。
量子力学由Max Planck于1900年提出能量量子化的思想开端,后来由 Niels Bohr、Einstein 、Schrödinger以及Heisenberg等物理学家们逐步完善。
如今,量子力学已经成为物理学研究中的一个重要领域。量子力学的理论已经进入了海量的实际应用中,并被广泛应用在量子计算、量子通信等领域。
量子力学出现的背景
在20世纪初期,各国物理学家们面临一个在经典物理学范畴内难以解释和描述的问题,即:当物理学家在炮弹和原子这样大的领域内探索物理学规律时,他们发现经典物理学已经不能再给出满足实验结果的解释。尤其是当探究原子结构时,传统的应用牛顿力学、电磁学、热力学和流体力学等学科的方法不再适用,因为原子中的粒子在不断地运动,不存在准确的运动轨迹。
量子力学的主要思想
量子力学是研究微观领域中的物质和物理现象的科学,它强调的是粒子与波的二重性。把一个微观系统描述成波动函数,而不是经典物理中那样的物体、物体的位置及其偏离运动轨迹的速度等物理量,提出微观对象的测量不仅依赖于被测量对象本身,而且依赖于测量对象的观察者。
量子力学的应用前景
以量子计算为例,它采用的是量子纠错代码技术,其优势在于可以在同样的时间内,运算出经典计算机根本无法达到的结果,因此将来有望广泛应用于金融、能源、医药等重要领域。
同时,量子通信的加密原理只要预先约定好密钥,就可以保证信息的安全传输,在网络安全、国防、金融等领域具有广阔的应用前景。