量子理论开启了物理学新时代，使人类从经典的牛顿力学时代进入现代物理学时代，为原子分子物理、新材料物理、量子信息等高科技打下了坚实基础。量子理论的发展过程充满了细致的实验探究、深入的思考和创新的智慧。同时，量子理论带来的新思维与经典世界截然不同，至今让人们困惑不已。领略前人创造的历史，激发新一代的创新能力，是本书的使命。
本书可作为一般科普读物，也可作为中学和大学的通识教育教材。

第1章 量子的前夜
1.1 历史背景
1.2 两朵乌云
第2章 量子的曙光
2.1 普朗克——灵光初现
2.2 爱因斯坦——光量子假说
2.3 卢瑟福——核式结构原子模型
2.4 玻尔——量子轨道模型
2.5 爱因斯坦——受激辐射
2.6 康普顿——光子–电子散射
2.7 玻色——全同粒子
第3章 波动力学创立
3.1 德布罗意——物质波
3.2 薛定谔——波动力学
3.3 薛定谔方程的简单应用
3.4 量子隧穿效应
第4章 自圆其说
4.1 玻恩——哥本哈根诠释
4.2 海森伯——不确定性原理
4.3 电子自旋
4.4 泡利不相容原理
4.5 全同粒子对称性
第5章 相对论性量子力学
5.1 爱因斯坦——狭义相对论
5.2 狄拉克——相对论性波动方程
5.3 狄拉克——反粒子与反物质
第6章 量子哲学
6.1 诡异的波粒二象性
6.2 爱因斯坦-玻尔论战
6.3 EPR佯谬
6.4 纠缠态
6.5 薛定谔猫
第7章 量子科技
7.1 原子结构
7.2 原子光谱
7.3 分子结构
7.4 晶体中的声子
7.5 晶体的能带
7.6 约瑟夫森效应
7.7 量子信息
附录一 量子力学的矩阵形式
附录二 量子理论大事记
后记

量子理论开启了现代科
学的大门，为现代科技提供
了强大的理论基础。20世纪
至今诞生的光谱技术、半导
体技术、激光技术等都与量
子理论密切相关。科学家利
用这些技术研制了各种光谱
仪、晶体管、芯片、激光器
、扫描隧道显微镜、原子钟
，以及磁共振、PET等大型
医疗设备，使得人类的生产
能力和生活水平得到了很大
的提高。
前人创立量子理论的过
程经历了二十多年的思索和
探究。普朗克最先为量子理
论点燃了思想的火花，一批
充满活力的年轻物理学家如
玻尔、海森伯、薛定谔、狄
拉克等建立了量子理论的基
本理论。后人在此基础上让
量子理论结出了丰硕的成果
。这个过程充满了实验的艰
辛、思想的纠结、灵感的涌
现、智慧的创造，值得新一
代人学习和借鉴。前人的灵
感、智慧和创新对新一代提
出新理论、发明新技术、解
决新问题有极其重要的参考
价值。
科学还有很多未解之谜
。国际权威机构最近发布了
125个前沿科学问题，其中
就有相当一批重量级的物理
问题有待解决。比如，物质
的起源是什么？时空的最小
尺度是多少？高温超导的机
理是什么？为什么量子不确
定性很重要？量子多体纠缠
比量子场更基本吗？……可
见，量子理论还有继续发展
的空间，还有很多科学问题
有待利用量子理论去解决。
这是历史赋予新一代人的使
命。
本书的目标就是向年轻
人介绍量子理论的创造过程
以及前人的思想和方法，培
养年轻人的探索精神和创新
能力。本书内容涵盖了量子
理论的基本原理和一些前沿
进展。作者在量子理论领域
有多年的教学经验，深知许
多年轻学生对物理学有畏难
情绪。因此，本书力求用简
练的语言、尽量少的数学公
式讲解量子理论的原理，让
普通的中学生、大学生都可
以理解和接受。本书既可作
为科普读物，也可作为中学
和大学的通识教育教材。
李铭
2023年12月