量子食谱

几千年来，人们一直认为粒子和波是不同的实体。然而，至本世纪初，这种区别崩溃了。普朗克和爱因斯坦不仅展示了光（波）有明确的粒子状特性，电子实验也显示粒子呈现出波状特征。

1923年，一位年轻的法国王子和物理学研究生，路易·德布罗意（Louis de Broglie）写了一个“物质波”应该服从的基本关系，说明电子应像光波一样有一个确定的频率和波长。

然而，威尼斯物理学家欧文·薛定谔在1926年走出了决定性的一步。薛定谔被德布罗意写下的方程所鼓舞，写下了这些波应服从的完整的方程（称薛定谔波动方程），这是一个几乎由海森堡同时写下的不同形式的理论。从此，普朗克、爱因斯坦和玻尔的旧的量子理论转变成成熟的薛定谔和海森堡的成熟的量子力学。

1926年以前，科学家认为，试图预测世界上最简单的化合物的化学性质是不可能的。1926年以后，物理学家从完全无知变为几乎完全理解了控制简单原子的方程。量子力学的力量太巨大，原则上，所有的化学都能归结于一系列方程。

对物理学家来说，使用薛定谔波动方程就像按照一本精心制作的食谱进行烹饪，因为它能准确地告诉你应混合多少种成分，搅拌多长时间，以确定原子和分子的确切性质。尽管对越来越复杂的原子和分子，薛定谔波动方程的求解将变得困难，但如有足够大的计算机，我们可利用这个方程推断出所有已知化学物质的性质。事实上，量子力学比普通的烹饪书强大多了，因为它还允许我们计算自然界中尚未被我们发现的化学物质的性质。