試論量子力學(xué)的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步

肖慧寧

摘要：科技的進(jìn)步與發(fā)展帶動(dòng)了我們生活的改變，我國(guó)越來(lái)越重視科技創(chuàng)新能力的發(fā)展。量子力學(xué)是物理在微觀領(lǐng)域的偉大創(chuàng)新，它以其不確定性、波粒二象性等特點(diǎn)將人們帶到物理的海洋。量子力學(xué)是物理學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，它的發(fā)展不僅對(duì)物理事業(yè)作出了重大貢獻(xiàn)，同時(shí)更是推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步?；诖?，本文重點(diǎn)探討量子力學(xué)的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步，探討量子力學(xué)發(fā)展的新局面，旨在促進(jìn)科技與物理更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：量子力學(xué);科學(xué)進(jìn)步;量子力學(xué)的發(fā)展

科技是第一生產(chǎn)力，目前，全球化進(jìn)程正在不斷加快，世界各國(guó)之間的聯(lián)系愈加緊密，因此，科技的發(fā)展需要不斷的努力。量子力學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了科學(xué)的進(jìn)步，基于量子力學(xué)的基礎(chǔ)，打破了經(jīng)典物理學(xué)的束縛，在量子力學(xué)的發(fā)展中可以推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。量子力學(xué)在發(fā)展中與生活結(jié)合，與計(jì)算機(jī)相互配合，與各個(gè)學(xué)科進(jìn)行交叉發(fā)展，推動(dòng)了量子力學(xué)的融合，加強(qiáng)了科技的進(jìn)步，有利于科學(xué)技術(shù)革命的開展，形成雙向的互通。

一、量子力學(xué)的形成與發(fā)展

20世紀(jì)之前，牛頓建立了經(jīng)典的牛頓力學(xué)理論，人們開始依靠牛頓的理論對(duì)世界進(jìn)行觀察與實(shí)踐。在牛頓力學(xué)發(fā)展初期，人們發(fā)現(xiàn)任何事情都可以用牛頓理論來(lái)解釋出來(lái)，所以那時(shí)的人們認(rèn)為牛頓力學(xué)體系就是世界的真理。然而發(fā)展到20世紀(jì)，一些科學(xué)家開始發(fā)現(xiàn)一些問題無(wú)法用牛頓力學(xué)來(lái)解釋清楚，經(jīng)過系統(tǒng)的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)牛頓力學(xué)體系僅僅適合宏觀世界，無(wú)法解釋微觀世界中的問題，量子力學(xué)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。

量子力學(xué)，即主要研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通過對(duì)原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)、原子核等的研究與分析，讓人們了解微觀世界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。1900年，普朗克在研究后提出了量子假說(shuō)，從而掀起了量子理論的新潮。普朗克通過提出的輻射量子理論，有效地解決了黑體輻射的規(guī)律。1905年，愛因斯坦探尋光的奧妙，成功地提出地提出了光量子的解釋，讓人們正確的認(rèn)識(shí)了光電效應(yīng)[1]。在這之后，波爾通過研究原子確立了原子的量子理論，德布羅意發(fā)現(xiàn)了微觀粒子具有波粒二象性的特點(diǎn)，薛定諤以薛定諤的方程找出了微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

二、量子力學(xué)的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步

量子力學(xué)不單單只是純粹的物理理論，更是深刻地影響著人們生活的進(jìn)步與科技的發(fā)展。量子力學(xué)和其他學(xué)科理論有效地進(jìn)行結(jié)合，形成了很多新的理論，如，量子光學(xué)、量子計(jì)算機(jī)、量子生物學(xué)等等。

（一）量子力學(xué)促進(jìn)探針顯微鏡的發(fā)展

基于量子力學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)了探測(cè)顯微鏡的發(fā)展。在原來(lái)的經(jīng)典物理學(xué)中，粒子是無(wú)法通過勢(shì)壘的，這就導(dǎo)致了一些施工的不便利。在量子力學(xué)的發(fā)展下，同樣的一個(gè)粒子也是可以有機(jī)會(huì)穿透勢(shì)壘，進(jìn)入到新的空間。后來(lái)，在兩位科學(xué)家的一起努力下，他們終于研制成功了掃描隧道顯微鏡。他們通過實(shí)驗(yàn)，利用平板電腦和隔離層來(lái)不斷實(shí)踐與證明，負(fù)極中的電子可以利用隔離層的勢(shì)壘到達(dá)正極。通過這一實(shí)踐可以促進(jìn)探針顯微鏡的發(fā)展，有利于改善人們的生活。

通過這一應(yīng)用，人們可以通過量子力學(xué)來(lái)具體改造實(shí)際的生活，這種方式可以大大的促進(jìn)宏觀與微觀之間的聯(lián)系，有利于快速地推動(dòng)納米技術(shù)的發(fā)展，可以讓我們的生活和工作更加便利，可以積極地促進(jìn)科學(xué)家對(duì)微觀世界的探尋[2]。

（二）量子力學(xué)促進(jìn)科學(xué)思維的轉(zhuǎn)變

在之前探尋科學(xué)地奧妙時(shí)，人們想要簡(jiǎn)單的真理性表述，但是基于量子力學(xué)的發(fā)展，人們開始注重探索過程的復(fù)雜性。牛頓追求化繁為簡(jiǎn)的過程，他認(rèn)為任何原理都可以用簡(jiǎn)單的語(yǔ)句描述出來(lái)。量子力學(xué)的出現(xiàn)向我們證明了探索客觀世界復(fù)雜的一面，在牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系中，由于牛頓堅(jiān)持簡(jiǎn)單化的意義，在研究中很容易形成理想化的失誤，束縛了人們探索的思維。

由于簡(jiǎn)單化、理想化的束縛，人們?cè)谔剿鲿r(shí)很容易被自己局限在自己設(shè)定的范圍內(nèi)容里面，所以探索的結(jié)論具有不穩(wěn)定性。微觀世界的發(fā)展，復(fù)雜性科學(xué)思維的提出都不是為了否定前者，而是為了更好的進(jìn)步。復(fù)雜性并不代表著我們?cè)谔剿鲿r(shí)萬(wàn)事都要想得更復(fù)雜些，不能再用簡(jiǎn)單的思維去思考，它的意義在于二者的結(jié)合，二者的相互影響，從而達(dá)到更深層次的啟發(fā)。在這一過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)思維的轉(zhuǎn)變，在探索科學(xué)時(shí)不是在現(xiàn)實(shí)中選擇，而是在選擇中發(fā)現(xiàn)我們現(xiàn)實(shí)中的規(guī)律。

（三）量子力學(xué)促進(jìn)量子信息技術(shù)的發(fā)展

在當(dāng)下高速發(fā)展的大背景下，科學(xué)技術(shù)就是我們的競(jìng)爭(zhēng)力，科技的發(fā)展可以促進(jìn)我們生活的改變，可以帶領(lǐng)我們展望未來(lái)，因此信息化社會(huì)的發(fā)展是不容忽視的。由于芯片集成晶體管的限制因素，導(dǎo)致電子信息技術(shù)的發(fā)展遭到瓶頸。量子力學(xué)的發(fā)展促進(jìn)科學(xué)家有了新的思路，他們利用量子力學(xué)波函數(shù)穩(wěn)定性的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行探索。

科學(xué)家通過兩組數(shù)據(jù)的分開實(shí)踐來(lái)進(jìn)行對(duì)比，他們把原信息分成經(jīng)典部分和量子部分，分別由各自的通道進(jìn)行輸送，經(jīng)典部分是通過發(fā)送者對(duì)原始物體的測(cè)量獲得的，而量子信息是發(fā)送者在測(cè)量過程中沒有提取的剩余信息。接收信息之后，可以準(zhǔn)備一個(gè)信息量子化的復(fù)制版本。利用量子隱形的特點(diǎn)，我們可以實(shí)現(xiàn)信息的大量傳輸，同時(shí)由于量子的不確定和無(wú)法復(fù)制的特點(diǎn)，可以有效地提升信息的安全性和保障性。這種方式可以改變單一的密碼傳輸，有效地提升了信息傳輸?shù)男蔥3]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，量子力學(xué)的發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)的影響是十分顯著的。量子力學(xué)的發(fā)展打破了經(jīng)典力學(xué)的束縛，促進(jìn)了探針顯微鏡的發(fā)展，改善了人們的生活方式，有利于形成多元化的科學(xué)思維。同時(shí)，量子力學(xué)的發(fā)展更是促進(jìn)了量子信息技術(shù)的發(fā)展，有利于促進(jìn)信息化的發(fā)展，保障了信息的安全性?；诖耍覀儜?yīng)當(dāng)積極適應(yīng)大背景的發(fā)展，關(guān)注量子力學(xué)的發(fā)展，推動(dòng)科學(xué)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]王敏.量子力學(xué)的發(fā)展歷史及其應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014（1）：57-58.

[2]何祚庥.量子力學(xué)的建立與科技創(chuàng)新的評(píng)價(jià)體系——紀(jì)念普朗克創(chuàng)立量子論100周年[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2001（1）：3-8.

[3]李大光.當(dāng)前世界量子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景[J].學(xué)術(shù)前沿，2021（7）：111-117.