量子力学今后发展的真正出路在哪里？

傲雪风

量子力学是研究质点自旋运动的力学，它不能放弃“波粒二象性”认识的根本原因在于：我们无法用经典粒子概念来解释光的“衍射、干涉”等具有波性的现象。

yinfeifei

题主提出的问题有一些不太正确的地方。量子力学是研究微观粒子的力学机制的一个理论，一般来说处理的是非相对论性的微观粒子。它并非是研究质点自旋运动的的力学。可能你对微观粒子的自旋还存在一个误解：所谓基本粒子的自旋，并非是像地球自转那样在运动，而应该将之视为粒子内禀的一种属性。因为在粒子物理标准模型中，基本粒子都是没有内部结构的点粒子，因此不存在自转的运动。如果非要把自旋看作自转，那么粒子的自转速度就会超过光速，违背狭义相对论的要求。因此，自旋实际上应该看作和粒子的“电荷”、“质量”这种属性相似的一种物理量。量子力学对粒子有“波粒二象性”的推论，原因之一可以说是用来解释光的波动现象。但这并非是根本原因，实际上电子、中子的干涉的衍射也都在实验中证实出来了。
接下来简单介绍一下量子力学目前的发展。从实验和应用角度，量子力学已经是经受住大量实验验证。未来实验的发展方向当之无愧应该是在量子光学、量子计算机等方面。至于量子力学理论方向，我们可以多说一些。
量子力学的告诉我们，微观粒子的运动遵循薛定谔方程而不是牛顿第二定律。但是薛定谔方程并不满足狭义相对论。所以科学家发展出来量子力学和狭义相对论的结合版本：量子场论。粒子物理学标准模型依赖于量子场论。因此量子力学发展的出路一个就在于量子场论。量子场论中首先要研究的问题是：有没有一种非微扰的方法计算散射过程；其次要研究的问题是量子场论如何跟广义相对论无缝对接。
当然对于非相对论性量子力学，也存在着许多至今仍无法回答的问题。比如说波函数的物理意义到底是什么，波函数坍缩的物理机制到底是什么等等，深入理解与解决这些问题也是量子力学发展的出路。

badmanchan

首先量子力学是研究质点自旋运动的力学这句提问的描述并不严谨，基本是一个伪命题。量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。微观世界里，粒子不是台球，而是嗡嗡跳跃的概率云，它们不只存在一个位置，也不会从点A通过一条单一路径到达点B 。根据量子理论，粒子的行为常常像波，用于描述粒子行为的“波函数”预测一个粒子可能的特性，诸如它的位置和速度，而非确定的特性。物理学中有些怪异的概念，诸如纠缠和不确定性原理，就源于量子力学。由于微观粒子具有波粒二象性，微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律，描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时，它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。质点是物理学的一个理想化模型，质点定义是经典物理最早期的科学定义，它只考虑了物体的质量而没有考虑物体的内在电荷，致使以质点定义为基础的经典力学体系无法与电磁学，电动力学，狭义相对论及现代物理完全兼容。现代物理证明，任何物体的最终物质组成都是电子（带单位负电），质子含有两个带2/3电荷的u夸克和一个带-1/3电荷的d夸克）和中子（含有两个d夸克和一个u夸克）等三种基本粒子  。尽管由它们所组成的原子，分子或物体多为电中性，但其内部电荷组成不容忽视。例如当研究运动的氢原子时，如果将氢原子抽象为质点，则只能与经典力学相联系。如果将其视为电子围绕着原子核运动，则与电磁学，电动力学，原子物理，以及量子力学相联系。波粒二象性是微观粒子的基本属性之一，经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。个人认为波粒二象性是在我们客观世界中微观世界粒子对我们世界中的一种表现而已，真正的微观粒子在微观世界中的体现不会双重性质会有一个具体的更准确的定位。有时候我觉得单一研究个体与理论并不一定会有更多的发现，整体或有关联的共同整体才会有它的自身体现，通过现象再去挖掘它的本质，一如波粒二象性，其实总感觉它有自己独立性的一面，二象只是它在宏观中的表现，真正的本质 还需要更深的研究！我看过提问作者的理念：将来的量子力学必然是带有自旋磁场的质点运动与空间或物质自旋场有机结合的力学，这种结合是对牛顿质点力学与库伦“点荷”理论的回归；用研究、对待自旋磁陀螺的眼光来重新审视微观世界的那些“精灵们”，像牛顿力学体系那样，从“公理”出发，建立我们微观世界的真正物理理论体系，其实每一种出路都是一种经验 并没有一条真正的捷径，尤其是在宏观的世界来研究微观世界，或许每一个研究方向都会得出有用的结论，哪怕是错误的，也会有相反的佐证，最关键的是不要停下来，包括作者的自旋场理论，相信会有新的突破，会有在微观与宏观的世界有更新认识，将人类科技再上一个台阶！

jansie1314

物质和空间的关系:空间由基本粒子晶格式组成，晶格粒子刚性极强，粒子间引力极强，在我们这个宇宙，基本粒子的空间位置一动不动。物质是密度不同的能量粒子，同少量其他粒子在基本粒子的晶格间自由游动聚散。能量聚而成物质，能量散而余空间。能量动而空间粒子不动。能量粒子动表现为粒子性，因能量粒子运动对空间基本粒子的反作用力为机械波动既为光，表现为波动性。空间粒子无处不在，所以只要是微观观察，粒子性如影随形。在天涯煮酒搜量子理论可多了解一些。

connie10591

上面几个重量级的回答，专业性极强。俺文化不多，看得着实懵逼，但好奇心强，偏又喜欢看。今以门外汉的视角谈一下本人的浅见，不许笑。物质的本质是能量，当物质小到量子级的时候，难道它还是经典物理学定义的物质吗？估计物质和能量的分野，在量子级的物质上已经模糊，这会不会是量子测不准的原因呢？