量子力学（quantum mechanics）

想象你不断放大这个世界，直到看见单个原子的尺度。在那里，我们熟悉的规则失效了。粒子不再像被抛出的球那样沿着一条清晰的路径运动，而是有点像一圈散开的涟漪，你只能说它「大概会在哪里被找到」。能量也一样，是一级一级的台阶，而不是平滑的斜坡。量子力学就是描述这种极微小尺度世界的理论，在那里物质是颗粒状的、模糊的，充满意外。

更准确地说，量子力学是物理学的一个分支，它用波函数和概率，而不是确定的位置和轨迹，来描述电子、原子和分子的行为。它不问电子究竟在哪里，而是问电子出现在每个位置的可能性有多大，并预测一个系统被允许拥有哪些能量。对化学而言它是根基：它解释了原子轨道的形状、原子为何成键、物质的颜色，以及光谱中的谱线。

诚实的提醒是：量子力学既古怪又违反直觉，却也是有史以来检验得最精确的理论之一——它的预测与实验吻合到许多位小数。它并不是说小东西无缘无故地随机；它是说在这个尺度上，自然本身就是概率性的，而数学能极其精确地告诉我们这些概率。经典物理只是当量子效应被平均掉之后、在大尺度上浮现出来的近似。