淺 談 量 子 力 學
（愛女思源，聰慧思辨，酷愛物理，力學猶善，初一時期，讀書有感，科普徵文，留作紀念 ）
浩瀚無垠，量子無所不至。自量子論於20世紀誕生後，它迅速發展，逐漸演變為當今的量子力學，與相對論構成了現代物理學的基礎。
「量子」這個概念最早由德國科學家普朗克在1900年提出，當時他正在研究黑體模型的熱輻射問題。在此之前，物理學界已經有了兩套用來解釋黑體輻射的公式——基於經典熱力學的維恩定律和基於麥克韋斯理論的瑞利-金斯公式。但遺憾的是，無論是哪個公式都無法對黑體輻射的全部情況進行完美預測。維恩定律只能預測到短波範圍內的情況，而瑞利-金斯公式只在長波內起作用。在著一籌莫展的情形下，年輕的普朗克放棄了通常的理論探索，而嘗試用數學的方式拼湊出一個對所有情況都有效的公式。令人驚訝的是，他真的得出了這一公式，在長波的時候它表現得就像正比一樣；而在短波時，則退化為維恩公式的原始形式、它就是著名的普朗克黑體公式。公式發布後，普朗克聲名鵲起，而這時他則開始思考為什麼公式可以成立？研究中，普朗克發現公式成立的一個必然前提是：能量在發射和吸收的時候不是連續不斷，而是分成一份一份的。這意味著能量不可以無限地分下去，而必須有一個基本單位。這個基本單位被普朗克命名為「能量子」，後改稱為「量子」。「量子」指的是能量的最小單位，一切能量的傳輸都只能以「量子」為基本單位來進行。
另一個對量子力學發展的重要發現是尼爾斯.玻爾的互補原理，又稱並協原理。1924年，路易斯.德布羅意提出光的粒子行為與波動行為應該是對應存在的，也就是粒子的波粒二象性。後來，德布羅意以電子衍射實驗證實了自己的理論。儘管德布羅意自己獲得了成功，卻給科學家們留下來重重謎團。1927年玻爾提出的互補原理就是用來解釋粒子為何會有波粒二象性的。玻爾認為，微觀粒子同時具有波動性和粒子性，二者是密不可分的整體；同時，二者性質也互相排斥，不能用一種統一的圖像來完整描述量子現象。量子現象只能用這種既互補又排斥的方式來描述。對於粒子究竟何時表現出波動性又何時表現出粒子性質，這與我們的觀察方式有關。
同年，德國的天才物理學家海森堡闡明了測不準原理。海森堡曾因創造了矩陣力學名噪一時，但後來與他的理論相逆的波動力學佔據學術上峰。為此，海森堡從理論和實驗兩方面進一步完善了自己的理論。這時，海森堡從矩陣中發現，與常理不同，先測動量再測位置與先測位置再測動量所得出的結果是不同的。例如，測量粒子位置至少需要用一個光子來撞擊粒子，而光子的撞擊對微小粒子的影響是十分巨大的。因此，測量位置後就不可能準確測出同一粒子的速度。簡單來說，位置如果要測得十分精確，就會對粒子產生極大的幹擾，就不會得到精確的速度；可是如果想要準確測出速度，就要儘量減少幹擾，但這樣就無法測準粒子的位置。一個測得越精確，另一個就會測得越模糊。同樣得原理也適用於能量和時量、角動量與角度等物理量。
最後一個要說的是量子糾纏。量子糾纏現象的發現是愛因斯坦為了說明量子力學理論的不完備時而提出來了。在量子理論學中，兩個粒子在經過短暫時間的彼此耦合之後，彼此之間就會處於糾纏狀態，幹擾其中任意一個粒子，兩個粒子會同時發生同樣的反應。也就是說，對其中一個粒子測量，就可以同時掌握另外一個粒子的狀態。而這一現象中存在這超距作用，因為粒子的糾纏與兩個粒子間狀態的互相傳遞不受距離的限制。2016年，我國發射的量子衛星所使用的量子隱形傳態，正是基於這一理論。
此外，量子物理學還有許多的重要的觀點和理論，也還有許多未解之謎等待我們去繼續探索。