1. 玻爾茲曼 (Ludwig Boltzmann,1844-1906,奧地利人)
早在1877年,玻爾茲曼就假設原子的能量可取某個單位值的整數倍,則在粒子數和總能量一定的條件下,最可幾分布是每個能量Ei對應的粒子數
的分布狀態,這就是所謂的玻爾茲曼分布。存在分立能級的思想對建立量子力學具有啓發性的意義。玻爾茲曼被譽爲“笃信原子存在的人”。
2. 巴爾莫 (Johann Balmer,1825–1898,瑞士人)
1885年,巴爾莫猜出氫原子在可見光部分的四條譜線的波長滿足公式
, 這是量子力學發展的第一步。
3. 普朗克 (Max Planck,1858-1947,德國人)
1900年,普朗克用自己靈光一閃構造的內能-熵的關系,推導出了能描述黑體輻射的能量密度對輻射波長(頻率)依賴關系的公式。進一步地,他又想根據玻爾茲曼的那套經典統計的把戲,即計算N個球放到P個盒子裏共有多少種不同的放法,同樣推導出這個公式。這樣,他就必須假設某個頻率的輻射對應的內能,,必須是他此前引入的具有能量量綱的量,,的整數倍。這就是說,是頻率爲的輻射的基本能量單位。此一假設被看作是量子力學的開端, 而普朗克常數h也成了量子力學的標志。普朗克被譽爲“把一生獻給熱力學的人”。
4. 愛因斯坦 (Albert Einstein,1879-1955,德國人)
1905年,愛因斯坦利用
是頻率爲
的輻射的基本能量單位的假說,成功解釋了光電效應。愛因斯坦對量子力學的貢獻還包括引入玻色-愛因斯坦統計,引入諧振子零點能的概念,對量子力學完備性的討論,以及建立固體量子論等。
5. 盧瑟福 (Ernest Rutherford,1871-1937,新西蘭裔英國人)
1911年,盧瑟福用
粒子轟擊金箔,基于這個散射實驗的結果提出了原子的有核模型。1917年他通過分裂原子的實驗發現了質子。
6. 玻爾 (Niels Bohr,1885-1962,丹麥人)
玻爾基于巴爾莫和裏茲的光譜公式指出原子發光是電子在不同能級上躍遷造成的。1913年玻爾提出了氫原子的模型,首次給出了電子軌道的量子化條件。玻爾在哥本哈根建立的研究所後來成了量子力學開創者們的聚集地。
7. 索末菲 (Arnold Sommerfeld,1868-1951,德國人)
索末菲是舊量子論的奠基人之一,提出了描述氫原子中電子行爲的第一和第三量子數。他爲理論物理的時代培養了大批的學生,是學生獲諾貝爾獎最多的導師。
8. 維格納 (Eugene Wigner, 1902–1995,匈牙利裔美國人)
維格納在其博士論文中首次提到分子激發態有能量展寬,它同平均壽命通過關系式
相聯系。相關工作始于1922年,發表于1925年. 維格納發現簡並態的存在同量子系統對稱性的不可約表示有關,他是將群論應用于量子力學的重要推動者。
9. 康普頓 (Arthur Holly Compton,1892-1962,美國人)
1923年,康普頓用光具有粒子性的假設解釋了X-射線被電子散射後波長隨散射角度的變化。康普頓效應是光具有粒子性的有力證據。
10. 玻色 (Satyendra Nath Bose,1894 –1974,印度人)
1924年,玻色在假設光量子的能級有子能級(sublevel)的前提下得出了黑體輻射公式。玻色的論文是愛因斯坦給翻譯成德語發表的。愛因斯坦接著玻色的工作發展起了玻色-愛因斯坦統計。自旋爲整數的粒子都滿足玻色-愛因斯坦統計,被稱爲玻色子。
11. 泡利 (Wolfgang Pauli,1900-1958,奧地利人)
1924年,泡利推斷電子還存在一個二值的自由度,並提出了“不相容原理”。泡利矩陣是描寫自旋角動量的數學工具,它是狄拉克相對量子力學中的狄拉克矩陣的前驅。粒子自旋同不同量子統計之間的對應也是泡利證明的。1930年,泡利預言了中微子的存在。
12. 費米 (Enrico Fermi,1901–1954,意大利人)
1925年,費米提出了滿足泡利不相容原理的粒子的統計規律,即費米-狄拉克統計。自旋爲半整數的粒子被稱爲費米子,滿足費米-狄拉克統計。
13. 德布羅意 (Luis de Broglie,1892-1987,法國人)
受光可能是粒子概念的啓發,德布羅意1924年提出了物質粒子,如電子,也是波的想法。這就是物質波的概念。德布羅意後來致力于量子力學的因果論诠釋。
14. 海森堡 (Werner Heisenberg, 1901-1976,德國人)
1925年,海森堡爲了解釋原子譜線的強度去構造新的量子力學,即矩陣力學。1927年,海森堡提出了不確定性原理。
15. 約當 (Ernst Pascual Jordan,1902 – 1980,德國人)
約當參與了矩陣力學的建立,從得出表達式,這是經典力學方程算符化的基礎。約當還導出了費米子的反對易關系式。約當對量子力學的貢獻未得到應有的肯定。
16. 玻恩 (Max Born, 1882-1970, 德國人)
1921年,玻恩建立了晶體的晶格理論;1925年他和約當協助建立了矩陣力學;1926年他給出了波函數的幾率幅诠釋。玻恩是一位數學、物理功底都非常深厚的大學者。
17. 薛定谔 (Erwin Schrödinger,1887-1961,奧地利人)
1926年,薛定谔爲給德布羅意的物質波找到一個波動方程,提出了著名的薛定谔方程。更重要的是,他深刻地指出量子力學是本征值問題。薛定谔方程是量子力學的基本方程之一。他1935年提出了後來被命名爲“薛定谔的貓”的思想性實驗,本意只是說也許能建立起(宏觀)貓的死、活狀態與放射性物質的衰變或未衰變(微觀)狀態之間的對應,從而有宏觀觀測量可以作爲微觀量子狀態的指示,類似x作爲指數與指數函數ex之間的對應。關于“薛定谔的貓”的很多說法都是後來者的演繹。他的小冊子《什麽是生命》對生物學(生命存在信息載體)和材料科學(准周期結構)都有深刻的影響。薛定谔還是一位了不起的文化學者。
18. 古德斯密特 (Samuel Abraham Goudsmit,1902-1978,荷蘭人)和烏倫貝克(George Eugene Uhlenbeck,1900-1988,荷蘭人)(右起)
1926年,他們用電子自旋的概念解釋塞曼效應和氫原子光譜的精細結構。自旋是描述原子中電子狀態的第四個量子數。
19. 狄拉克 (P.A.M. Dirac,1902-1984, 英國人)
1926年,狄拉克敏銳地注意到了矩陣力學中的對易關系和經典力學中的泊松括號之間的類比關系。1928年,狄拉克得出了滿足相對論的量子力學方程,即狄拉克方程。從這個方程出發,可以理解電子的自旋是一種內禀性質,存在反粒子,等等。他還研究了全同粒子的性質,得到了著名的費米-狄拉克統計。狄拉克1930年出版的《量子力學原理》是量子力學史上的裏程碑。
20. 馮·诺依曼(John von Neumann,1903-1957,匈牙利裔美國人)
馮·诺依曼是一位多面手型的天才,在数学、物理、计算机甚至经济学领域都有杰出的贡献。1926年,馮·诺依曼指出,算符的本征态张成一个矢量空间并名之为希尔伯特空间,量子态可以看成希尔伯特空间中的一个矢量。进一步地,冯·诺依曼认为测量一个力学量得到的值应该是该力学量的某个本征值;测量后的状态坍缩到对应的本征态上。冯·諾依曼1932年撰寫的《量子力學的數學基礎》是量子力學測量理論的基礎,雖然未必正確。
21. 希爾伯特 (David Hilbert,1862-1943,德國人)
希爾伯特是不世出的天才數學家,他1900年關于數學問題的報告爲後來一百多年的數學研究指明了方向。希爾伯特後來對物理發生了濃厚的興趣,參與了廣義相對論的研究。 以他的名字命名的希爾伯特空間是量子力學的關鍵概念。量子力學中談論的系統的狀態可以看作是希爾伯特空間中的一個矢量。
22. 外爾 (Hermann Weyl,1885-1955,德國人)
外爾是著名的數學物理學家,對物理的許多領域都有貢獻,其中規範理論的概念就是他引入的,群論也是他引入物理學的。群論是深入研究量子力學的基礎。
23. 費曼 (Richard Phillips Feynman,1918-1988,美國人)
費曼1948年給出了量子力學的第三種表述—路徑積分表述。他因爲對建立量子電動力學的貢獻而于1965年獲得諾爾貝物理學獎。
24. 貝爾 (John Bell,1928-1990,愛爾蘭人)
1964年,貝爾提出了著名的貝爾不等式,從而開啓了量子力學研究的新時代。貝爾不等式基于經典概率,而量子力學測量顯示結果的關聯是違反貝爾不等式的。貝爾不等式把關于量子力學基本問題的爭論從字面诠釋導引到實際的測量問題上去。