第7章 科幻新聞釋出(第4/10 頁)

2 1923年，美國物理學家康普頓研究x射線經物質散射的實驗（康普頓效應），表明光子和電子等微觀粒子相互作用時也遵循能量和動量守恆定律，進一步證實了光量子理論。

（九）量子力學的建立（1923 - 1927年左右 關鍵的幾年）

1 1923 年，法國物理學家德布羅意提出物質波的假說，認為微觀的實體粒子（如電子、原子等）也具有波粒二象性。

2 1924年，薩地揚德拉·n·玻色提出了一種全新的方法來解釋普朗克輻射定律，愛因斯坦將其推理應用於有質量的氣體，得到玻色 - 愛因斯坦分佈。

3 1925 - 1926 年：

沃爾夫剛·泡利提出不相容原理，為元素週期表奠定了理論基礎。

海森堡、馬克斯·玻恩和帕斯庫爾·約當提出了量子力學的第一個版本——矩陣力學。

埃爾溫·薛定諤提出了量子力學的第二種形式——波動力學 ，體系的狀態用薛定諤方程的解——波函式來描述。

4 1926 - 1927年：

證明矩陣力學和波動力學在數學上是等價的。

海森堡闡明測不準原理。

保爾·a··狄拉克提出了相對論性的波動方程用來描述電子，解釋了電子的自旋並且預測了反物質；提出電磁場的量子描述，建立了量子場論的基礎。

玻爾提出互補原理一個哲學原理）試圖解釋量子理論中一些明顯的矛盾，特別是波粒二象性。

（十）後續發展和應用（1927年之後）

1 20世紀30 - 40年代，量子力學在解釋和預言微觀物理現象（如原子結構、分子結構、化學鍵、固體能帶結構等）方面取得巨大成功。

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2 量子力學的理論被應用於固體物理領域，發展出半導體理論等，為現代半導體技術、電子技術奠定基礎。

3 在量子場論基礎上發展粒子物理學標準模型等。

4 如今量子力學在現代科學技術眾多領域如量子計算、量子通訊、量子精密測量等前沿領域繼續發揮著極其重要的推動作用。

（十一）量子力學的應用例項：

通訊領域：

1 量子通訊：利用量子糾纏等特性實現具有高保密性的通訊。例如中國發射的“墨子號”量子科學實驗衛星用於進行星地量子通訊實驗等。它可以確保資訊傳輸過程中不被竊聽和破解，對於軍事、政務、金融等對資訊保安要求極高的領域意義重大。

（十二）計算領域：

1 量子計算機：相比傳統計算機具有強大的平行計算能力。在一些複雜任務上有巨大潛力，如：

密碼破解：可以快速破解現有的許多加密演算法；

藥物研發：模擬複雜分子的行為和化學反應，加速藥物設計和篩選過程；

人工智慧中的複雜計算任務：如訓練複雜的神經網路模型；

最佳化問題求解：如物流運輸中的最優路徑規劃等；

大規模資料處理和分析：例如處理海量金融資料進行風險評估等。

（十三）材料科學領域：

1 超導材料 ：1957年巴丁、庫珀和斯里弗用量子力學理論解釋超導現象。超導材料可以實現無電阻導電，應用包括：

超導磁懸浮列車，減少能耗和摩擦；

超導電纜用於高效輸電；

超導量子計算機中的超導量子位元。

2 半導體材料和器件：能帶理論（基於量子力學發展而來）極大推動了半導體研究。半導體應用如：

積體電路晶片，是現代電子裝置（電腦、手機等）的核心部件；

各種半導體感測器等。

（十四）測量領域：

1 原子鐘：是基於微觀粒子能級測量，其精度可以做到兩千萬年只差一秒，是全球定位系統（如gps、北斗等）實現精準定位和授時的關鍵。

2 量子陀螺儀等：基於量子相干性測量，在航空航天等高精度導航領域發揮重要作用。

（十五）能源領域：

科學家們正在探索利用量子力學原理開發更高效的太陽能電池材料，提高光電轉換效率。

（十六）醫療領域：

1 磁共振成像（ri）：利用原子核的量子特性在磁場