历史的回顾
尼尔斯·玻尔曾经说过：“谁不被量子力学所震惊，谁就没有真正地理解量子力学。”量子力学以它超乎寻常的奇异性和重大的价值震惊了物理学乃至整个科学界，它的巨大影响远远超过了科学史上任何一种理论。究其本源，这一学科的奇异性与它的重大价值皆起源于它的“非连续性”。
20世纪以前，人们认识自然界的物理性质时，感觉似乎一切都是“顺畅”的。例如，当论及物理性质时，可以毫不怀疑各种物质在质量、颜色、温度、体积、表面积上的连续性；也同样毫不怀疑它们在运动时，其位置、能量、动量和自旋等都可以做连续变化，甚至连光的辐射与吸收也都被认为是以连续方式进行着。“连续性”已成为牛顿力学和麦克斯韦经典电磁理论中的一个不容置疑的内在假定，这一假定甚至随着经典物理学渗透到了整个自然科学中。
然而，到了1900年，人们却发现热辐射具有离散的、不连续方式的奇特性质，这一特殊性质使牛顿所创立的完美而和谐的经典物理大厦面临一个难以摆脱的困境。为解释这种奇特的不连续现象，著名德国物理学家普朗克把热辐射能量“切割”成“小份”。在一开始，这种“切割”仅是数学上或理论上的一种处理方式，但在以后的几十年，物理学的发展证明，普朗克“小份”的“量子说”正反映了微观世界的基本性质。当被证实“不连续性”正是微观世界的运作方式的时候，提出这一“量子说”概念的普朗克本人反倒困惑了。这表明，在一开始“量子说”的提出仅只是一种行得通的办法，人们并不清楚这些“小份”有什么新的物理含义，或代表什么新的物理特征，当然，从哲学水平上揭示其中更深层次的含义就更是不可能的了。即使如此，这个看来不寻常的“量子说”却犹如在平静湖水中投入的一颗石子，打破了持续近百年的经典物理“连续性”的一统天下，从此量子理论如婴儿般蹒跚起步了。
5年之后，即1905年，饱受非议的“量子说”得到了爱因斯坦的支持。他在解释光电效应的奇特性质时，提出了“光量子”的假说。“光量子”意味着光辐射的非连续性，它直接冲击了麦克斯韦电磁理论。普朗克的“能量子”与爱因斯坦的“光量子”为揭示微观粒子的内在性质奠定了基础，其后更大的跨越即将开始。
又过了8年，即1913年，玻尔在他著名的原子论中提出，在原子领域内，物质的状态是“非连续性”的。原子内的电子状态呈现“量子化”的分布，它们不仅处于“非连续”的能级中，在各能级间“非连续”的跃迁中，它们也在辐射或吸收着“非连续”的能量，由此揭露了光辐射和吸收的“非连续”机制。
到了20世纪20年代，几乎所有的物理学家都知道了，利用“光量子”可以解释光和物质相互作用的现象，但实际上，并没有多少人相信它，只是把它作为一种理论上的解释，大部分人仍然坚信，光是一种辐射，只是由麦克斯韦方程所得到解释的一种波。
为量子力学和光的量子理论铺平道路的人是印度著名物理学家玻色（Bose）。1924年，玻色把此前支离破碎的“量子”概念加以整理，把光处理为一种“粒子气”，对光粒子做出了数学理论上的描述，并赋予它们遵守特定的统计规律。令人称奇的是，玻色越过了麦克斯韦方程，完全没有涉及光的电磁性质，却直接导出了黑体辐射公式。紧接着，爱因斯坦应用这一新的统计思想处理另外的问题，接连发表了三篇论文，成为他对量子理论的又一重要贡献。人们把玻色与爱因斯坦对光子统计性质的理论，称为玻色—爱因斯坦统计。
这时，摆在世人面前的光的粒子性，不再只是单纯的一种理论上的处理手段，光既是波，光也可能是粒子。正当人们对光的粒子特性感到犹疑之时，1924年年底，德布罗意在博士论文中，提出了实物粒子的波粒二象性。最初，这一理论使很多人不解。例如，当时著名的法国物理学家朗之万读到这篇论文时，踌躇不决：这是天才之作呢？还是向世人开的一个玩笑呢？或者干脆是一派胡言呢？然而，德布罗意的理论得到了爱因斯坦的支持。爱因斯坦能如此迅速果决地做出反应，不得不归因于此前玻色理论对他的启发。正如爱因斯坦在1926年9月所说：“如果不是玻色的那篇论文，引起我对德布罗意思想重要性的重视，那整个事情到现在就不会发生，甚至以后很多年也都不会开始。”［2］
很遗憾，在以后几年，玻色脱离了令人兴奋的量子力学大发展的行列，跟随爱因斯坦钻进了研究统一场理论的“死胡同”。为追寻“终极”真理，统一场理论竟像“黑洞”一样，“吞噬”了爱因斯坦、玻色、薛定谔、泡利等不少世界级的天才。1955年爱因斯坦去世以后，这一领域的研究失去了领衔者，玻色的贡献也逐渐被人淡忘。玻色在一生的后20年，致力于科学普及和教学。他不无感慨地说：“我不再是个科学家……我只是像彗星闪过，这颗彗星光顾了人间，逝去以后，一去不再复返。”即便如他自己所说，像彗星闪过，这颗彗星的光辉对以后物理学发展的影响，也是他自己连同周围人远远没有估计到的。由于玻色的研究，揭示出了光子不同于电子等粒子的量子个性，对它的统计性以及独特的辐射和吸收特性的研究，对量子场论及粒子物理的进展产生了决定性的影响。(https://www.daowen.com)
德布罗意的波粒二象性理论很快被克林顿·戴维孙等人的实验证实。自此，人们看到，电子不仅是粒子，它也可以表现出波动性。紧接着，人们陆续发现不仅是电子，包括所有亚原子及原子团簇等微小粒子都可以表现出波动性。这一切表明，传统的经典力学和经典电磁学在微观世界中，完全失效了。
20世纪初，普朗克、爱因斯坦、玻尔、德布罗意和玻色等为量子物理奠定了基础，他们成为量子力学第一代大师，在他们成功地拿到开启量子力学大门的“金钥匙”之后，量子力学的第二代大师陆续登场了。
20世纪20年代末到30年代，量子理论以排山倒海之势发展了起来。推动这一发展的是量子力学的第二代大师，按年龄排序，他们分别为：玻恩、薛定谔、泡利、海森堡和狄拉克等人。在这些大师的手中，量子力学的矩阵力学理论、波动力学理论、狄拉克方程、波函数的“坍缩”说、海森堡的不确定性原理、泡利不相容理论以及玻尔的互补性原理等陆续创建成功。量子力学理论不仅成功地解释了原子结构、放射性、光谱的精细结构，甚至深入到核结构、核反应，扩展到固体的电学性质、热学性质、超导性、物质基本粒子的产生与湮没、正电子和反物质产生的机制，甚至对坍缩恒星的稳定性等一系列宇宙学课题都给出了满意的解释。除此以外，在技术领域，量子力学还促成了诸如电子显微镜、激光器和晶体管、电子芯片的研制成功。量子力学的潜在功能在20世纪大爆发，促使了20到21世纪的电子科学技术的巨大发展，使人类的生产和生活发生天翻地覆的变化。
量子力学的这一系列重大成就，使它成为在物理学史上，继牛顿力学和麦克斯韦电磁理论之后一个真正不容忽视的理论，不仅如此，它更超越了前两种理论，纵跨微观与巨观物理学，显示出其深远性与广阔性。这一切都使得大多数物理学家几乎不假思索地信赖并应用着它，有的人甚至过高地预期，这是一个史无前例的、可以以高精度描述物理世界的理论，似乎从此可以立足于天下了。
科学是认真的、严谨的和求实的，在不懈地追求真理、追求创造性的同时，科学研究更应伴随着一个基本的态度与精神，这就是“怀疑”和“批判”。“怀疑”和“批判”应是人类追求真理中最坚实，也是最基本的精神。正是出于这种精神，在量子力学这个富丽堂皇的理论大厦根基上，有人怀疑它有着不稳定的“悖论”，这使得一些人深感不安。
问题涉及对量子理论的诠释之上。具有讽刺意义的是，对这一理论做出奠基性贡献，并被称为“量子之父”的爱因斯坦，竟然成为抨击量子力学的急先锋。正是因为坚持不妥协的批判精神，爱因斯坦认为，量子力学在“完备性”与“真实性”上存有“天然的缺陷”，他把对量子力学问题的思索化为诸多细节，在1921、1927和1930年三次索尔维物理学大会上，与玻尔就这一理论展开了数次激烈的交锋。虽然在每次争论中，玻尔都聪明机智地做出了反驳，但这一理论的“完备性”问题却始终没能真正地解决。以致爱因斯坦到1955年去世前仍然确信，在量子力学的表述形式中，有一种“实质性的缺失”，致使这一理论不具备“完备性”。就连玻尔本人也不得不承认，他对爱因斯坦等人EPR理论的反驳是软弱无力的［3］。
非连续性以及由此带来的不确定性，使量子力学成为一个非常奇异的学科领域。从日常生活经验得出的规律，几乎没有一样适用于它，也没有一个量子现象可以用常规语言进行清楚的解释。即使量子力学规律适用于如分子、原子、中子、质子、电子和夸克、光子等极小物质体系，或物质的超常状态，如超导态等，但在这些物质体系中，一切规律都显得是朦胧的、不定的或多变的，既不可能精细地观察，也不可能准确地确定，更不具有人们最欣赏的“因果性”，总之，这些规律根本不适用于我们所处的常规世界。
从20世纪60年代开始，量子理论的研究在两个方面有了明显的进展。一是1964年发现的贝尔定理，又称贝尔不等式原理。这个理论以严密的逻辑证明，只要证明违反了贝尔不等式，量子力学就一定是“非局域性”的；另一个明显进展是以惠勒为代表的理论研究。在他的著名论文中，提出了一个独具风格的称之为“延迟选择”的假想实验。惠勒的“延迟选择实验”以及贝尔的“不等式定理”，相当于两把“金钥匙”，它们打开了量子力学实验研究的大门。自此，以“叠加态”和“纠缠态”为中心，掀起了量子力学理论与实验研究的新高潮，惠勒、诺依曼、费曼、玻姆、贝尔、阿斯佩、克劳瑟等量子力学第三代大师陆续登场，他们的研究在理论上不仅深化和扩展了对量子力学理论的诠释，还把对量子理论的探讨从微观领域拓宽到了大尺度的宇宙，更把这一研究推进到了哲学高度，从对“量子真实”的探讨扩展到“物理真实”，以致深入到了人们对“这个世界究竟是什么”及究竟“能对这个世界说些什么”等一系列哲学根本问题的认识上来。在实验上，更把量子力学研究从原来的“软件”尺度，即以数学推演、思考、思辨及对话研究为主，推向了“硬件”尺度的大规模实验研究与技术应用，量子力学是20世纪馈赠给21世纪的一份弥足珍贵的厚礼。
