量子力学的基本概念

量子力学的基本概念

量子力学是描写微观物质的一个物理学理论,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础.量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论.19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显.量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克等一大批物理学家共同创立的.通过量子力学的发展人们对物质的结构以及其相互作用的见解被革命化地改变.通过量子力学许多现象才得以真正地被解释,新的、无法直觉想象出来的现象被预言,但是这些现象可以通过量子力学被精确地计算出来,而且后来也获得了非常精确的实验证明.除通过广义相对论描写的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写（量子场论）.量子力学的数学基础是由埃尔温·薛定谔,保罗·狄拉克,帕斯库尔·约当和约翰·冯·诺伊曼相继建立和严格化的.在这些数学框架下,一个物理系统的量子力学描述有三个主要部分：量子态、可观察量和动力学（即其演化）.此外物理对称性也是一个非常重要的特性.