Квантовая механика - это полная загадок и парадоксов дисциплина,
которую мы не понимаем до конца, но умеем применять.
Гелл-Манн
Квантовую механику не понимает никто. Р.
Фейнман
Что же изучает квантовая механика? Зачем нужна квантовая механика? Почему нельзя ограничиться классической физикой?
Прежде чем ответить на эти вопросы, остановимся кратко на некоторых фактах из истории квантовой механики.
Квантовая механика - сравнительно молодой раздел физики. Его возраст составляет чуть больше 100 лет. Идея кванта энергии, знаменитая формула , впервые появилась в работе Планка, которую он доложил в самом конце 1900 г. (14 декабря) на заседании Берлинского физического общества. Этот момент можно считать временем зарождения квантовых представлений. Временем рождения квантовой механики принято считать 1925 г., когда было сформулировано основное уравнение квантовой динамики - уравнение Шредингера.
На период 1860-1875 гг. приходится большое число новых идей и теорий. Это - время расцвета физики. Кривая круто идет вверх. Затем развитие замедляется, рост кривой прекращается. Это - застой, переходящий в кризис, когда фундаментальные идеи почти не появляются. Но законы развития науки (общества) таковы, что застой неизбежно сменяется новым подъёмом, который сопровождается ломкой старых взглядов и представлений и возникновением существенно новых физических идей.
И вот новый подъём:
открытие электрона 1897,квантовая гипотеза 1900,теория относительности 1905,теория атома Бора 1912,квантовая механика, квантовая теория электрона 1925,квантовая электродинамика 1927.Это вершины, основные вехи развития физики.
Слова «конец и вновь начало» совершенно точно передают содержание текущего момента в развитии физики. Застой, длящийся в физике уже несколько десятилетий, постепенно сменяется новым подъемом. Мы входим в полосу революционных потрясений основ физики. И главным героем надвигающихся событий снова оказывается электрон, как и сто лет назад. Причина заключается в том, что электрон - это уникальная частица, хранящая в себе глубочайшие тайны природы, степень раскрытия которых определяет научно-технический уровень развития общества. Значение электрона для понимания физической картины мира прекрасно выражают слова В. Томсона: «Скажи мне, что такое электрон, и я объясню тебе все остальное».
Теперь пора вернуться к вопросу: зачем нужна квантовая механика? Квантовая механика как особый раздел физики необходима по той причине, что поведение квантовых частиц подчиняется особым, квантовым законам, существенно отличающимся от законов классической физики. Предмет квантовой механики можно определить следующим образом: это раздел физики, в котором изучаются законы, управляющие поведением микрочастиц.