量子力学，相对论。它们一同被视为20世纪的两大最杰出的理论，但它们的发展历程却是如此不同。当年Einstein几乎凭借一己之力就掀翻了整座经典力学的地基，并且亲自构建起侠义相对论和广义相对论的大厦。然而，量子力学的发展却是历经坎坷，虽然众多才华横溢的物理学家们为此奋斗终生，然而目前的量子物理的体系仍然不太令人满意。尽管如此，那些伟人们的业绩还是值得我们去称颂的，他们的丰功伟绩不可磨灭。

Max Planck：我脑海中Planck的形象总是一个秃顶的老头。关于黑体辐射问题，原本有两套公式（一套适用于长波长的光，一套使用于短波长的光），1900年Planck硬是用数学方法凑出一个适用于所有情况的黑体辐射公式。自己还有点丈二和尚摸不着头脑，冥思苦想几年后提出了一个更让人丈二和尚摸不着头脑的假设：能量吸收和放出必须是一份一份的，而不是连续的。这是多么伟大的假设啊！潘多拉的魔盒就此被打开。

Albert Einstein：这位天才注定是20世纪物理学界的圣人。在那熠熠生辉的1905年，还是小爱的老爱发表了六篇论文，为物理学三大领域奠基。一是关于分子运动，一是讨论运动物体的电动力学（后来它被冠以那个如雷贯耳的名字“狭义相对论”），还有一个就是我要说的“光量子假说”。仅仅引入一个简单的概念——光子（photon），一个简单公式E=hν，就完美地解释了光电效应。尽管人们都不怎么喜欢这个假设，量子这个概念开始萌芽了。

Neils Bohr：当时人们对H原子那一条一条看似毫无规律的谱线毫无头绪，Balmer瞪着一大堆数据凑出了一个古怪的式子（Planck和Balmer的凑数字功夫有一拼）。而我们这位Bohr引入了量子的概念，改进了他的老师Ernest Rutherford的原子模型，不仅成功地解释H原子的谱线问题，并且在此基础上一举推出了Balmer凑出的经验公式。这次成功后，不少物理学家开始不由地逐渐转投到“量子”门下了。这个丹麦人在此后也成为了量子力学一个标志性的领军人物之一。

Arthur H Compton：1923年Compton做了那个著名的X射线散射实验，但是经典波动理论怎么也解释不通实验结果。山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村。引入光量子假设让他立刻看到了曙光，眼前一切豁然开朗。X射线散射实验肯定了量子假设的正确性，量子的概念深入人心。

W.E.Pauli：无庸置疑，他是一个天才，不过有些太过轻妄，对谁都骂骂咧咧。他提出了不相容原理（The Exclusion Principle），对量子物理的重要性不要而喻。也许是因为他的狂妄吧，这个重要的发现过了N多N多年后才被授予诺贝尔奖。

Louis de Broglie：他是物理学界少见的贵族出身。电磁波，也就是光，既然可以是粒子即光子，于是De Broglie极富想象力地设想电子作为一种粒子也会有波动，并且利用相对论和基本的量子假设导出了电子的频率公式，不久之后Davisson和Germer用实验证实了电子的波动性。原本关于光是粒子还是波的争论已经够麻烦了，现在电子也插进来搅和。多说一句，De Broglie也是历史上同样少见的仅凭博士论文就获得诺贝尔奖的人。

S.N.Bose：一位来自印度的神秘人物。1924年，老爱莫明其妙地收到了一封来自遥远印度的信。寄信的就是这位Bose，他假设光是不可区分的粒子的集合，从这个简单的假设出发一手推导出了Planck的黑体辐射公式。随后老爱发展了Bose的思想，发展出了在量子力学中具有举足轻重地位的Bose-Einstein统计方法，服从这种统计的粒子也被命名为玻色子（Bosen）。这个统计方法微粒在光领域取得的里程碑式的胜利。

Werner Heisenberg：Heisenberg给我的形象就是一个西部牛仔一般的大男孩。当时尽管Bohr的理论对H原子很成功，但是对多电子的原子却根本行不通。1925年，量子物理陷入一筹莫展的境地之际，Heisenberg天才般地想到了矩阵（Matrix），靠着Jordan（不是篮球天皇巨星乔丹，这是Jordan一个精通矩阵的数学家）的帮助，在把电子作为基本粒子地基础上构建起了“矩阵力学”的大厦。量子物理重新看到了曙光。

Unlenbeck和Goudsmit：两个有趣的年轻人。1925年他们两个大胆的提出了电子自旋的概念。至于为什么我说他们两个有意思，不妨自己找资料看看，在此不再赘述。后来Pauli（插一句，原先Pauli在听说自旋之说时，对这个理论大大地冷嘲热讽了一般）从特定的矩阵出发，推出了电子的自旋的性质，宣告了电子自旋模型的成立，也宣告了新生的矩阵力学的胜利。在迷雾中徘徊了多年的物理学家们终于重见天日。

Erwin Schrodinger：他给我的感觉是一个小老头的形象，带着一副眼睛，还有他那诡异地笑。在1925年末，他从跟Heisenberg完全不同的角度出发，将电子作为一种波，写出了物理学中最美妙的方程之一——Schrodinger波动方程。1926年初，他连发数篇论文从而彻底地建立了另一种全新的力学体系——波动力学。尽管他本人也不清楚自己的方程中那个诡异的φ函数到底是什么，但是这条方程、这个体系的荣誉当之无愧属于他。

Paul Dirac：称得上是那个时代量子领域的集大成者。Dirac在1930年出版了一本到目前都堪称经典的量子力学教材。同时他简化了Heisenberg的理论，并且证明了矩阵力学和波动方程在实质上是等价的。好吧，一个假设电子是粒子，一个假设电子是波，最后得到的结果却是等价的！那么，电子究竟是什么？！

Max Born：Heisenberg牛仔的导师，他一针见血地指出φ函数描述的式一种概率，具体地说就是φ的平方代表了电子在某点出现的概率。他认为电子出现的概率像波一样，严格按照φ的分布展开。也就是说，φ是上帝手中一颗神秘的骰子！

Heisenberg：老师唱完学生继续登场。1927年，Heisenberg又发表了令人咋舌的不确定性原理（Uncertainty Principle），他说电子的动量和位置永远不能同时观测，它们的测量结果误差永远存在，而且当其中一个被测量得非常精确，另一个就变得摇摆不定，误差急剧增大。之后他又指出了能量和时间的不确定性关系，同样像是一对结有深仇大恨的冤家，永远不能被同时观测。好吧，我也不得不承认，量子世界太疯狂了！

Bohr：再度登场。这次他也带来了令人震惊的理论：电子既然是波又不是波，是粒子又不是粒子，那么……电子就既是波又是粒子，即所谓的“波粒二象性”！在人们观测电子之前，它按照波函数处于叠加态弥漫于整个空间；当人们观测它，又按照波函数φ的概率坍缩（collapse），瞬间聚集为一个小点。我们闭上眼睛，电子就是一团混沌，一朵概率云；我们一睁开眼睛，它有变回实实在在的粒子。量子的解释越来越玄乎，不过尽管这样，它的确有效，这个理论又被一大群科学家发展，在原来不确定性原理的基础上，再加上一条互补原理，后来自成一派，形成了一个“哥本哈根”解释。

Einstein：这种“骰子”的解释当然让老爱这位信仰因果论的大牛很不服了。他坚信所有的事件的发生一定是有前因后果的，他拒绝接受电子出现在空间某个位置是随机的。他高呼：“老头子不掷骰子！”他设计了一个又一个思维实验来试图驳倒哥本哈根解释，黑箱实验，EPR详谬等等等等，结果却是一次又一次被哥本哈根解释击败。但是老爱毕竟是老爱，他至死都坚定不移地相信因果论，他的这种信念确实令人敬佩！

Schrodinger：老爱不是孤军奋战的，跟他同一战线的还有那位可爱的Schrodinger。他描述了一个常常被人视为噩梦的猫实验，由不确定性原理最后推出了一只处于半死半活、又死又活的猫！这完全不符合常理！物理学家们不得不重新考虑新的理论来解释电子的行为，在之后的岁月里，稀奇古怪的理论如同雨后春笋般不断涌现。许多杰出的物理学家们都作出了贡献：哥本哈根的解释说是因为意识使得波函数坍缩，有人甚至把整个宇宙拉了进来说每次观测都会导致宇宙的分裂（多世界解释/Many Worlds Interpretation,简称MWI），还有由MWI发展而来的平行宇宙理论（Parallel Universes），有隐变量理论（Hidden Variable Theory），巧妙的退相干理论（Decoherence Theory，简称DH理论），等等。只是这些理论显得实在太古怪，在此不再多提。但是直到如今，仍然没有一个解释能够完美地解释量子世界，能够不引起人们的争议。目前的现状是：哥本哈根的解释依然是量子物理的主力军，同时周围还有一大群鱼龙混杂的帮派，并且不断有生力军涌现。

写到这里可能有点乱了。不过确实，量子力学目前给我的感觉就是一片混沌。最后再提几个人物，他们也绝对称得上是物理学史上名垂青史的人物。

John Von Neumann：与其说是物理学家还不如说是数学家。他是个天才，8岁懂微积分，12岁精通泛函分析，如此等等。他为量子力学建立了数学基础，这一点，功不可没。

Richard Feynman：一个天才。前些天在书店看到Feynman的一套三册物理学讲义直流口水，好了，说正经的。Feynman提出了用重正法（Renormalization）来处理关于辐射场的量子化理论在电子磁矩方面的问题，不仅消除了原来得出的无穷大结果，他的计算结果更是一直与实验值符合到小数点后11位！在经过修正后，量子电动力学（Quantum Electrodynamics，简称QED）成为了人类又是以来最为精确的物理理论之一。此外，精灵的Feynman还搞出了以他命名的Feynman图，使得许多问题的处理得到了简化，具体的技术细节我们就不去理会了。

Murray Gell-Mann：夸父，呵呵，我说的是“夸克之父”。1960年代有物理学家完成了弱电统一理论，成功地将电磁力和弱相互作用统一起来，这使人们相信宇宙中四种基本作用力终将被一种理论所描述。Gell-Mann引入夸克(Quark)的概念，试图将强相互作用也统一进来。在这个如今家喻户晓的物理模型中，每一个强子被分割为夸克，它们通过交换胶子（gluon）来维持彼此的作用力。这个理论被证明是非常有效而精确的。有趣的是，每种夸克还有不同的“颜色”，因此这也成了量子色动力学（Quantum Chromodynamics，简称QCD）名字的由来。值得一提的是，我们这位Gell-Mann还是先前提到的DH理论的创始者之一。

Enrici Fermi：又是一位天才。他和Dirac一起建立了一套预测原子结构和状态的统计方法，成为Fermi-Dirac统计，这完全是能和Bose-Einstein统计相提并论的数学物理方法。在曼哈顿计划中，Fermi也是扮演了举足轻重的地位，他最早发现了慢中子在引发人工原子衰变的重要性，也是世界上第一个实现可控链式核反应的人。

Edward Witten：One of my idols，也许他是当代物理学界最牛的家伙了。原来在物理学界不值一提超弦理论(Superstring Theory) 经过他的发展一跃成为当今最热门的物理课题之一。在描述任何基本粒子时，它们都被等效成一根在10维空间下振动的弦（实际上原先有5种类似的超弦理论，但是就是无法统一）。四个维度是我们熟知的时间空间，还有6个维呢？超弦理论说，它们由于某种原因仅仅蜷缩，以致于我们的宇宙看上去才是四维的！这6个蜷缩的维度不停地扰动，所以会有量子的不确定性！Witten又指出，不同耦合常数的弦论在本质上是一致的，他把那5种弦论统一了！他说，耦合常数被放大时，出现了一个新的维度——第11维！他的整套理论被成为“M理论”，原先5个弦理论都是它在不同情况下的极限。这个古怪的M理论是目前最有希望成为能够统一描述四种基本作用力的“大统一理论”（Grand Unified Theory）的理论。在忽略引力效应时，它退化成量子场论（Quantum Field Theory）；在忽略量子效应时，它退化为广义相对论！

最后引用William Blake的诗作为结尾吧：

See a world in a grain of sand

And a heaven in a wild flower

Hold infinity in the palm of you hand

And eternity in an hour……