基础与经典危机

旧量子论

旧量子论是物理学家在大约 1900 年到 1925 年之间所用的一套松散的想法与规则的集合——其时普朗克的量子已经诞生,而量子力学的完整机器尚未存在。它与其说是一套单一自洽的理论,不如说是一块拼布:在经典力学上手工嫁接额外的量子化条件,强迫某些量,如能量或角动量,只取离散的数值。

它的几座丰碑是普朗克的黑体定律、爱因斯坦的光子、玻尔的氢原子模型,以及把量子化推广到更一般轨道的玻尔—索末菲规则。这些成功是真切而重要的,有一阵子它们作出了出色的预言。但这套办法靠的是直觉与类比,逐案选择要把哪个量量子化,而非出自任何深层的根本原理。

面对多电子原子、谱线的强度,以及它根本解不出的氦原子,它的裂缝便清楚地显现了。旧量子论是一座精彩的脚手架,对于搭建真正的大厦不可或缺,却注定在大厦立起后被拆除。真正的理论在 1925 至 1926 年随海森堡的矩阵力学与薛定谔的波动力学到来,它们推导出了旧理论仅仅强加上去的那种量子化。

classical orbits + hand-imposed quantization rules (1900–1925)

一块由巧妙补丁拼成的布——精彩,却在 1925 至 1926 年被真正的量子力学取代。

事后把旧量子论说成幼稚很容易,但它那些零碎的规则引导了一代人,并径直指向了真正的理论。这里把某物称作「旧」,标记的是进步的一个阶段,而非一个错误。

又称
Bohr–Sommerfeld theoryold quantum mechanics旧量子理论玻尔—索末菲理论