盡管量子力學是為描述遠離我們的日常生活經(jīng)驗的抽象原子世界而創(chuàng)立的，但它對日常生活的影響無比巨大。沒有量子力學作為工具，就不可能有化學、生物、醫(yī)學以及其他每一個關鍵學科的引人入勝的進展。沒有量子力學就沒有全球經(jīng)濟可言，因為作為量子力學的產(chǎn)物的電子學革命將我們帶入了計算機時代。同時，光子學的革命也將我們帶入信息時代。量子物理的杰作改變了我們的世界，科學革命為這個世界帶來了的福音，也帶來了潛在的威脅。

　　或許用下面的一段資料能最好地描述這個至關重要但又難以捉摸的理論的獨特地位：量子理論是科學史上能最精確地被實驗檢驗的理論，是科學史上最成功的理論。量子力學深深地困擾了它的創(chuàng)立者，然而，直到它本質(zhì)上被表述成通用形式的今天，一些科學界的精英們盡管承認它強大的威力，卻仍然對它的基礎和基本闡釋不滿意。

　　馬克斯·普朗克（Max Planck）提出量子概念100多年了，在他關于熱輻射的經(jīng)典論文中，普朗克假定振動系統(tǒng)的總能量不能連續(xù)改變，而是以不連續(xù)的能量子形式從一個值跳到另一個值。能量子的概念太激進了，普朗克后來將它擱置下來。隨后，愛因斯坦在1905年（這一年對他來說是非凡的一年）認識到光量子化的潛在意義。不過量子的觀念太離奇了，后來幾乎沒有根本性的進展。現(xiàn)代量子理論的創(chuàng)立則是嶄新的一代物理學家花了20多年時間建立的。

　　量子物理實際上包含兩個方面。一個是原子層次的物質(zhì)理論：量子力學，正是它我們才能理解和操縱物質(zhì)世界；另一個是量子場論，它在科學中起到一個完全不同的作用。

　　舊量子論

　　量子革命的導火線不是對物質(zhì)的研究，而是輻射問題。具體的挑戰(zhàn)是理解黑體（即某種熱的物體）輻射的光譜�？具^火的人都很熟悉這樣一種現(xiàn)象：熱的物體發(fā)光，越熱發(fā)出的光越明亮。光譜的范圍很廣，當溫度升高時，光譜的峰值從紅線向黃線移動，然后又向藍線移動（這些不是我們能直接看見的）。

　　結合熱力學和電磁學的概念似乎可以對光譜的形狀作出解釋，不過所有的嘗試均以失敗告終。然而，普朗克假定振動電子輻射的光的能量是量子化的，從而得到一個表達式，與實驗符合得相當完美。但是他也充分認識到，理論本身是很荒唐的，就像他后來所說的那樣：“量子化只不過是一個走投無路的做法”。

　　普朗克將他的量子假設應用到輻射體表面振子的能量上，如果沒有新秀阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein），量子物理恐怕要至此結束。1905年，他毫不猶豫的斷定：如果振子的能量是量子化的，那么產(chǎn)生光的電磁場的能量也應該是量子化的。盡管麥克斯韋理論以及一個多世紀的權威性實驗都表明光具有波動性，愛因斯坦的理論還是蘊含了光的粒子性行為。隨后十多年的光電效應實驗顯示僅當光的能量到達一些離散的量值時才能被吸收，這些能量就像是被一個個粒子攜帶著一樣。光的波粒二象性取決于你觀察問題的著眼點，這是始終貫穿于量子物理且令人頭痛的實例之一，它成為接下來20年中理論上的難題。

　　輻射難題促成了通往量子理論的第一步，物質(zhì)悖論則促成了第二步。眾所周知，原子包含正負兩種電荷的粒子，異號電荷相互吸引。根據(jù)電磁理論，正負電荷彼此將螺旋式的靠近，輻射出光譜范圍寬廣的光，直到原子坍塌為止。

　　接著，又是一個新秀尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）邁出了決定性的一步。1913年，玻爾提出了一個激進的假設：原子中的電子只能處于包含基態(tài)在內(nèi)的定態(tài)上，電子在兩個定態(tài)之間躍遷而改變它的能量，同時輻射出一定波長的光，光的波長取決于定態(tài)之間的能量差。結合已知的定律和這一離奇的假設，玻爾掃清了原子穩(wěn)定性的問題。玻爾的理論充滿了矛盾，但是為氫原子光譜提供了定量的描述。