编写本书的目的,就是揭秘量子物理的理论框架。量子理论以令人不解闻名,甚至连早期的量子理论学者也深感困惑。我们的介绍将会采用现代观点,其中包含了一个世纪以来的后见之明和理论进展。然而,为了介绍故事背景,我们还是会从20世纪之交启程,探索当年导致那些物理学者走上迥异歧路的问题。
那时,人们发现了一些不能由科学范式所解释的自然现象,像科学领域中其他一些例子一样,这些发现沉淀下来,最后形成了量子理论。这些现象多种多样、星火燎原,令人振奋而茫然,催生出一个实验与理论创新的黄金时代——这个词有点陈腐,放在这里却是实至名归。故事主角们的大名,刻在所有物理专业学生的心底,直到今天依然贯穿本科课程始终:卢瑟福、玻尔、普朗克、爱因斯坦、泡利、海森伯、薛定谔,还有狄拉克。可能再也不会出现这样一个时期,涌现如此多科学伟人,共同追寻一个目标:一个有关组成物理世界的原子和力的全新理论。1924年,当欧内斯特·卢瑟福[2](Ernest Rutherford)回顾量子理论的草创岁月时,这位生于新西兰、并在曼彻斯特发现原子核的物理学家写道:“1896年……对于物理科学是名副其实的英雄时代元年。在那段激荡岁月里,具有根本重要性的新发现层出不穷,这在物理学史上是前所未有的。”