這個問題要回答起來很長，建議去看看科普讀物，比如量子力學史話，或者聽聽科普音訊，喜馬拉雅科學聲音幾位主播都有講。我很多都忘了，大概說下重要的事件。

19世紀末，人類科技大爆發，當時牛頓力學已經幾乎可以預測所有星體軌道，很多物理學家認為人類探究自然秘密的理論基礎已經到頭了，物理界只剩所謂最後2朵烏雲，一個是光是波還是粒子，一個是黑體輻射計算公式不對勁。然後普朗克發現黑體輻射能量竟然不是連續的，以此發現了一個驚世的物理規律，能量不是連續的，而是有最小單位，所謂普朗克尺度。舉個例子，20度與21度之間，不是存在無限個溫度，而是階梯式一份份遞增的。後來普朗克尺度也適用於空間，時間，都是有最小單位而不是無縫連續的。

19世紀末倫琴發現了x射線，然後有人搞出了輝光管，可以發射帶電粒子，實驗科學家們就開始各種實驗去拿粒子轟擊東西，發現了大量無法解釋的問題。然後愛因斯坦發表了那篇獲諾貝爾獎的論文，光電效應，證明轟擊產生光子只和照射頻率有關，和能量強度無關。這就讓人類窺探了原子軌道能量分佈的秘密。

20世紀初很多物理學家開始研究原子結構，有很多原子內部結構的模型理論。其中最靠譜是波爾，他發現繞核電子是有軌道的。然後德布羅意研究出了波動方程，可以表達粒子能量與波屬性的關係，很好的解釋了粒子具備波粒二象性的原理。

1927年，海森堡透過計算，發現了量子世界更為驚人的規律，不確定性原理。就是在量子尺度，無法同時測量位置和動量，量子是機率分佈的，是隨機的。這首先在哲學上摧毀了人類普遍的觀點，不確定性原理可能有些可怕的哲學結論，比如宇宙是隨機的，人類無法預測未來，宇宙是因為人觀測才存在，是不是存在多元宇宙…

然後物理學界在哥本哈根開過幾次大會，發生了著名的大辯論，正方是波爾海森堡等不確定性原理支援一方，反方是愛因斯坦代表的一方，最終開了幾次會很多年後，正方佔了上風，全世界基本認同了不確定性原理的解釋，其中誕生了著名的epr問題，薛定諤的貓等話題。

再後來粒子對撞機出現，人類開始研究基本粒子，開始檢視統一四大自然之力，然後為了用一個理論解釋幾十個基本粒子和四大力發明了弦理論。近幾十年的重大發現都是基本粒子的，與我們現實世界有點遠。打字太累了，就說到這，很多記住不了。

量子科學的歷史就是一個個奇怪理論被提出，內容離譜，公式也離譜，不被物理學家所接受。但在後來這些理論卻被一一證明。

量子理論和其他物理領域完全不同。學量子理論不能用常理去理解。比如鬼魅般的量子纏繞，就是在毫無中間資訊傳遞過程的兩個亞原子間建立聯絡。

量子力學的成就是顯著的，而且已經有了應用。中國不僅發射了量子通訊衛星，還發明瞭世界上第一臺量子計算機，有一個房間那麼大。計算機的未來屬於量子科技，通訊的未來也屬於量子科技。

在19世紀末有三個領域在量子力學出現之前就已經很成熟了，構成了我們今天所說的經典物理。

（1）經典力學：研究運動和力，典型成就是萬有引力定律，我們利用萬有引力定律可以解釋行星的運動，計算衛星的軌道。

（2）經典電磁學：研究電現象、磁現象和光現象，典型成就是麥克斯韋方程組，廣播和通訊等都是基於電磁學的技術應用。

（3）經典統計：研究熱現象，典型成就是熱力學三大定律和分子運動論。經典統計典型運用的領域是化學。

三個領域表面看各不搭界，各有各的基本理論，質點的運動，不同於電磁場的運動，也不同於“熵的增加”。

仔細想想，我們對自然界有三套基本法則，會感到不舒服，最好它們有共同的基礎，這才讓我們心安。

再者，對機械運動、電磁運動和熱運動的劃分，僅僅是我們人類的主觀界定，很大程度上是為了簡化問題，而在現實世界中我們終將會遭遇某個問題它同時會牽涉到不止一種運動，此時我們至少應該期待現象能夠被這三套法則以互相不矛盾的方式得到解釋。

或者乾脆說，我們將會很期待這類牽涉到不止一類基本法則的典型問題的出現。實際上有很多這類問題，最有名的當屬“黑體輻射”和“尋找以太”。

黑體輻射研究的物件是處於特定溫度下的電磁輻射場。這就涉及到經典電動力學和經典統計兩個領域。

以太是假想出的可以承載光波（或電磁波）的介質，就像聲波需要空氣、水波需要水一樣，這就涉及了經典力學和經典電動力學兩個領域。

最後的經典物理學大師：開爾文勳爵

這兩個問題最有名，100多年前，物理學家沒有找到以太，也沒能用“經典統計”+“經典電動力學”解釋黑體輻射，這就是開爾文勳爵（威廉·湯姆遜，1824-1907）在上世紀初所說的漂浮在經典物理學上空的兩片烏雲。

這兩片烏雲與量子力學和相對論直接相關。今天物理學的基礎正是量子力學和相對論，就像100多年前我們說物理學的基礎是經典力學、經典電動力學和經典統計一樣。比如：今天我們要求一個物理理論必須符合相對論，並且可以量子化。

但對引力，我們還沒有找到一個令人滿意的可以量子化的方案（這是今天量子力學研究的前沿）。

量子力學與相對論以及從前任何一個物理理論的不同在於它沒有一個明確的建立人，我們沒法把量子力學和某一位物理學家的名字聯絡起來，就像我們把經典力學和牛頓，經典電動力學和麥克斯韋，相對論和愛因斯坦聯絡起來一樣。

為了說清楚量子力學的建立史，我們必須提及至少幾十個物理學家，他們都曾做出不可以忽略的重要貢獻，可以說量子力學的建立為我們貢獻了最多的物理學大師。

從普朗克和愛因斯坦開始，玻爾、索末菲、玻恩、德布羅意、海森堡、薛定諤、狄拉克、泡利、約丹、費米、玻色……這還僅僅是理論家。

還有很多實驗家的名字同樣不能忽略：J.J. 湯姆遜、盧瑟福、密立根、康普頓、勞厄、布拉格父子、布拉開特、查德威克、勞倫斯……

如果我們總結的話，這主要是一群生活在西北歐的青年男性，大多在20-30歲，他們之間緊密合作、互通訊息，同時又相互競爭。

量子力學是這種青年文化的產物，先是盧瑟福和他的孩子們透過散射實驗確立了原子的有核模型，繼而是盧瑟福的孩子——玻爾——猜出了一個能夠解釋氫原子光譜主要特徵的玻爾模型。

青年海森堡

海森堡是玻爾、玻恩和索末菲共同的孩子，他從概念上摒棄了那些很難被觀測的物理量，如原子的位置和速度，轉而從原子的光譜現象出發構建理論，這是一種反玄學的態度，即讓物理公式中只出現那些可被測量的物理量。海森堡第一個取得突破，他找到了一個可以表述為矩陣的數學關係來計算原子的光譜現象。

幾乎與此同時，薛定諤由德布羅意的物質波概念出發，把電子的運動想象為一種可以用波描述的物件。然後建立了一個對波函式適用的偏微分方程——薛定諤方程。

對物理學家來說，波動是一種很熟悉的影象。對普通人來說也是如此，琴絃上的振動是波，兩列水波相遇是波，聲波是波，電磁波也是波等等。

這裡我們把電子的運動狀態用一個波函式來描述，這和說我們把電子想象成一個波還是有區別的。物理學家的意思是電子本身還是粒子，只是它的運動需要藉助波的 語言。在此基礎上我們需要發展成套的數學工具來描述電子的性質，比如：如何由一個波函式知道電子的能量等等。

我們把海森堡的方案叫矩陣力學，把薛定諤的方案叫波動力學，這都是很直接的命名，如果你解矩陣方程的話，就是矩陣力學，如果你解波動方程的話就是波動力學。

更加年輕的狄拉克

量子力學的形式體系是由狄拉克最終完成的，狄拉克比海森堡稍小，他的教育背景是工程學和應用數學。他發明了很多方便的記號去表達量子力學，同時他重新建立起了量子力學與經典力學的聯絡。

在經典力學中我們有多種數學形式來描述一個物理系統，比如我們可以選擇哈密頓的形式，選擇拉格朗日的形式等等。狄拉克證明了只要稍加改動——引入普朗克常數 h——就能把經典力學量子化。

比如我們讓位置和動量滿足如下關係：xp-px=ih/2π

這裡i表示純虛數，x和p分別表示位置和動量。

因為普朗克常數太小了，我們以前都沒有注意到原來自然是如此行事的。在此意義下，狄拉克推廣了經典力學的數學語言使之重新適用於電子的世界。

狄拉克的體系是完結性的，以後量子力學還有發展，但我們使用的語言和思維方式是狄拉克規定的。行文至此我們還沒有考慮相對論，對電子考慮相對論後，我們將得到一個相對論性的方程。這也是狄拉克的工作。

量子力學建立後，物理學的進展主要集中在三個領域：

- 場論與粒子物理：典型成就有量子電動力學，標準模型，量子色動力學等。

- 宇宙學和廣義相對論：包括研究如何把引力量子化。

- 凝聚態物理：這個主要是技術應用推動的，比如計算機和網際網路的物理學基礎就是凝聚態物理。未來的量子計算技術也將以凝聚態物理學的研究為基礎。

如果大家想了解量子力學的最新研究動態的話，推薦大家訪問英國物理學會的物理世界網站（physicsworld.com）。