在这篇文章中,我总结了迄今为止在量子历史上发生的所有主要/次要事件,以及可能的,在不远的将来会发生的一些事件。首先要记住的是,量子力学的历史并不是一条笔直的道路,它有过转折,也不是静态的。它是一个动态的、不断发展的研究领域,这就需要不时地更新这个历程。

量子物理学的早期是以经典力学、原子结构解释和电磁学来解释量子现象的。牛顿、惠更斯、杨、麦克斯韦等人做出了重要贡献。

在很早的时期,该领域的发展以两种光的理论为标志–牛顿的(微粒说)和惠更斯的(波浪理论)。

1672年——牛顿提出了光的微粒理论,认为光是由粒子组成的。1678年——惠更斯提出他的光的波浪理论来挑战牛顿。1801年——托马斯-杨进行了双缝实验,确定了光作为一种波的存在,从而推翻了牛顿的粒子理论。1807年——艾蒂安-路易斯-马卢斯发现了光的偏振现象。1815年——大卫-布鲁斯特用数学方法描述了光的偏振。1819年——菲涅尔-阿拉戈(Fresnel-Arago )偏振干涉定律在菲涅尔的回忆录中发表。1821年——菲涅尔提出了黑体的概念。奥斯特( Oersted)对电磁学的发现开始了一连串的电动力学实验,最终导致了麦克斯韦方程的发现。

1821年——汉斯-克里斯蒂安-厄斯特德( Hans Christian rsted)发现了电磁的存在,证实了电和磁之间的直接关系。1823年——安培完善了奥斯特的发现并提出了安培定律。1860年——古斯塔夫-基尔乔夫(Gustav Kirchoff)提出了 黑体辐射(black-body radiation) 这一术语。1865年——麦克斯韦提出了他的电动力学理论,从而将光确立为一种电磁波。他将光的传播媒介描述为 以太。1887年–A.A. Michelson和Edward W. Morley在他们著名的Michels-Morley实验中未能检验出发光的,从而确定了不存在任何光的传播媒介。1892-1906年——亨德里克-洛伦茨发展了洛伦茨以太理论。在19世纪末,物理学家们对原子的物理学感到惊叹。全世界科学界的焦点转移到发现原子内部的结构。在这一时期,亚原子粒子、原子结构和放射性的概念开始出现。

1887年——海因里希-赫兹在研究无线电波时发现了光电效应。1895年——威廉-伦琴意外地发现了X射线年——亨利-贝克勒尔发现了铀的放射性。1896年——佩特-塞曼发现了现在所谓的塞曼效应,即在磁场影响下光谱线年——J.J.汤姆森发现了电子;基于他的发现,提出了他的 梅花糕模型 的原子。量子力学的引入(20世纪初至20世纪中叶)

随着19世纪的到来,一个名为量子力学的新物理学领域开始崛起。这一新理论解决了以前牛顿时代未解决的物理问题。所有这些都始于马克斯-普朗克对黑体辐射的解释,他称之为 量子理论 的理论。今天,马克斯-普朗克被铭记为 量子力学之父。这一时期出现了一些有史以来最著名的物理学家,包括阿尔伯特-爱因斯坦(尽管他因其概率行为而反对量子力学)、马克斯-普朗克、尼尔斯-玻尔、埃尔温-薛定谔、保罗-狄拉克、维尔纳-海森堡等人。

1902年——亨德里克·洛伦兹通过洛伦特以太理论解释了塞曼效应。1905年–阿尔伯特-爱因斯坦解释了光电效应,他将光视为粒子,因此提倡牛顿的微粒理论。他还向世界介绍了狭义相对论。1909年——恩斯特-卢瑟福进行了α射线散射实验(又称金箔实验),提出了原子核的概念。1909年——杰弗里-泰勒证明了单光子干涉模式的形成,从而重新引发了超过两个世纪的牛顿-惠更斯辩论。1913年——约翰内斯-斯塔克发现了斯塔克效应,即类似于塞曼效应的电场现象。1913年——尼尔斯-玻尔介绍了他的原子模型并提出了原子半径量化的理论。1915年——爱因斯坦提出了广义相对论和爱因斯坦场方程(见量子场理论)。1916年——爱因斯坦在理论上指出普朗克的能量量子存在类似粒子的动量。1916年–阿诺德-萨默菲尔德(Arnold Sommerfeld)提出了原子亚壳层的概念,从而扩展了玻尔的原子理论。1918年——恩斯特-卢瑟福发现了原子中的质子(并创造了这个词)。1921年——西奥多-卡卢扎发表卡卢扎理论( Kaluza Theory )(第一个与量子场论相关的理论)。在之前的发现和以量子和相对论为首的科学发现的突然繁荣之后,一个新的物理学领域——量子力学的形式化变得清晰起来。玻尔,海森堡,薛定谔从20世纪20年代开始发展这种正式化,很快马克斯·玻恩,保罗·狄拉克和约翰·冯·诺伊曼等人加入了这个行列。1922年——阿瑟-康普顿发现了康普顿效应。

1923年——路易斯·德布罗意假设波粒二象性,假设德布罗意波长λ=h/mv。1924年——沃尔夫冈·泡利用电子的内部角动量的概念解释了光谱线年——乔治·乌伦贝克和塞缪尔·古德斯密特提出了电子自旋的存在。1925年——海森堡、玻恩和帕斯卡尔-乔丹提出了量子物理学的矩阵力学表述。1925年——弗雷德里克-洪德在理论上提出了原子中最大多重性原理,现在被称为洪德规则。1926年——埃尔温-薛定谔提出薛定谔波方程,这是量子力学中最重要的方程。1926年——奥斯卡-克莱因通过整合海森堡和薛定谔创建的量子力学来解释卡卢扎假说(关于量子引力的最早想法之一)。1927年——维尔纳-海森堡发表文章介绍海森堡不确定性原理:Δp·Δx≥h/4π。1927年——索尔维会议,提出了量子力学的哥本哈根解释。1928年——保罗-狄拉克建立了量子力学的狄拉克方程。1929年——奥斯卡-克莱因预测了克莱因悖论,即量子隧穿效应。1930年——保罗-狄拉克假设了正电子。1930年——保罗-狄拉克提出空穴理论( Hole Theory)(也叫狄拉克海模型)。1932年——约翰-冯-诺伊曼从厄米特算子和线性代数的角度描述了量子力学的数学基础。量子力学的兴起(20世纪中期-20世纪后期)随着量子力学的基础工作和数学的建立,物理学家试图完成以前不完整的原子图,并在这个过程中发现了新的粒子。因此,开始了对粒子物理学的探索,而这一探索是由J.J.汤姆森开始的。关键的物理学家包括理查德-费曼。

1935年——薛定谔提出了著名的薛定谔的猫思想实验,展示了量子叠加的意义。1936年——卡尔-安德森发现了μ介子(muon)。1939年——奥托-哈恩和弗里茨-斯特拉斯曼发现铀的核裂变。在二战的阴影下,罗伯特-奥本海默等人领导了曼哈顿计划。世界的焦点从科学转向武器,这一时期发明了、氢弹和其他热核武器。同时,对量子力学的许多不同解释开始发展,新兴的粒子物理学领域引起了物理学家的注意。与此同时,量子场理论领域的工作也在继续,量子计算机的概念也首次被理论化。1942-1945年——奥本海默发现了量子隧穿。1945年——惠勒和理查德-费曼提出惠勒-费曼理论。

1948年——理查德-费曼介绍了量子力学的路径积分表述,并提出了费曼图的概念。1949年——弗里曼-戴森发明了戴森级数。1952年——大卫-玻姆提出了量子力学的玻姆解释(也称为隐变量理论和试验波理论)。1952年–沃尔夫冈-保罗(不要与沃尔夫冈·泡利混淆)发明了离子阱(后来用于离子阱量子计算)。1956年——吴健雄进行了吴氏实验,证明弱相互作用中的宇称不守恒(parity violation )。1957年——休-埃弗雷特提出了量子力学的多世界解释。1961年——Clauss Jnsson进行了电子的双缝实验,确立了波粒二象性是量子力学的基本属性。1963年——尤金-维格纳为量子力学中对称性的发展奠定了基础。1964年——约翰-斯图尔特-贝尔提出贝尔不等式(又称贝尔定理),以推翻量子力学中的隐变量理论,解决了EPR 悖论。1971年——马丁努斯-J-G-维特曼和杰拉杜斯-特霍夫特预测胶子的存在。1982年——理查德-费曼在他的论文《用计算机模拟物理学》中介绍了量子计算机的概念。量子应用(20世纪末-现在)

随着费曼提出在量子硬件上模拟量子现象的想法,建立量子应用的竞赛变得更激烈。这一时期,伴随着新的量子协议硬件实现,以及量子算法的发明。同时,在理论物理学领域出现了名为超弦理论和M理论的新理论。

1995年——爱德华-威滕提出了M理论,重新审视了一个被抛弃的理论,弦理论。

1998年——艾萨克-庄、尼尔-格申菲尔德和马克-库比内克创造了第一台量子计算机,可以接受一个输入并输出一个解。建造量子计算机的竞赛开始了,由谷歌和IBM这样的科技巨头带头。人们更加重视量子现象的应用。同时,新的物理学路线发展起来,寻求将量子力学与引力合并为量子引力,寻求量子力学理论的不同方法。2000年–大卫-P-迪文森佐概述了创造量子比特的迪文森佐标准。2012年——欧洲核子研究中心的大型强子对撞机在实验中证明了希格斯玻色子(俗称 上帝粒子)的存在。

2016年–IBM推出基于云的平台IBM量子体验。2019年——谷歌凭借其Sycamore量子处理器宣称量子霸权。2020年——谷歌人工智能在超导量子计算机上模拟了哈特里-福克方程,说明了量子在化学问题上的优势。2021年–费米实验室在实验中观测到muon介子的反常磁矩。至此,我们完成了量子发展的时间表(尚未完成)。但是,正如我们所说的,这是一个动态的列表,随着更多的发展出现和我们对宇宙最小尺度的认识的扩大,这个列表会不断地被更新。举报/反馈