量子力学（QM）发展了几十年 ， 开始作为一套有争议的数学解释的实验 ， 而经典力学的数学无法解释 。它开始于20世纪之交 ， 大约在同一时间 ， 阿尔伯特·爱因斯坦发表了他的相对论 ， 这是物理学中一个单独的数学革命 ， 描述了物质高速运动 。然而 ， 与相对论不同 ， 量子力学的起源不能归结于任何一位科学家 。相反 ， 在1900年至1930年间 ， 许多科学家为三项革命性原则的基础做出了贡献 ， 这些原则逐渐得到接受和实验验证 。它们是：
量化属性：某些属性（如位置、速度和颜色）有时只能以特定设置的数量出现 ， 就像从号码到号码的”点击”的拨号 。这挑战了经典力学的基本假设 ， 即这种特性应该存在于平滑的连续光谱上 。为了描述某些属性”点击”的想法 ， 如具有特定设置的拨号 ， 科学家提出了”量化”一词 。
物质波：物质也可以像波浪一样 。这与大约30年的实验结果相反 ， 这些实验表明物质（如电子）以粒子的形式存在 。

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1900年 ， 德国物理学家马克斯·普朗克试图解释在红热和白热物体（如灯泡灯丝）的辉光中 ， 光谱上散发的颜色分布 。当他对描述这种分布的方程式进行物理理解时 ， 普朗克意识到这意味着只发出某些颜色的组合（尽管它们很多）发射出来 ， 特别是那些某个基值整数倍 。不知何故 ， 颜色被量化了！这是出乎意料的 ， 因为光被理解为波 ， 这意味着颜色的值应该是一个连续的光谱 。
图注：德国物理学家马克斯·普朗克
是什么禁止原子在这些整数倍数之间产生颜色？这似乎很奇怪 ， 普朗克认为量化只不过是一个数学技巧 。赫尔格·克拉格（Helge Kragh）在2000年《物理世界》杂志上发表文章 ， 《马克斯·普朗克 ， 不情愿的革命者》 ， 文中说：“似乎没有人注意到它 。普朗克也不例外 。”
普朗克的方程中还包含一个数字 ， 该数字对量子力学的未来发展非常重要；今天 ， 它被称为”普朗克的常数.”
自19世纪早期以来 ， 光谱学已经表明 ， 不同的元素发射和吸收特定颜色的光称为”光谱线” 。虽然光谱学是确定诸如遥远恒星等物体所含元素的可靠方法 ， 但科学家对为什么这些元素会在首位感到困惑 。1888年 ， 约翰内斯·里德伯推导出了一个方程 ， 描述了氢发射的光谱线 ， 尽管没有人能够解释这个方程工作原理 。
1913年 ， 尼尔斯·波尔将普朗克的量化假说应用到欧内斯特·卢瑟福1911年的原子”行星”模型 ， 该模型假定电子以行星绕太阳运行的方式环绕原子核 。根据《物理2000》（科罗拉多大学的一个站点） ， 波尔提议电子被限制在围绕原子核的”特殊”轨道上运行 。它们可以在特殊轨道之间”跃迁” ， ”跃迁”产生的能量会产生特定颜色的光 ， 被观察为光谱线 。虽然量化属性被发明为仅仅是一个数学技巧 ， 但它们解释得如此之多 ， 以至于它们成为了量子力学的创始原则 。
通过这种新的方法来想象光 ， 爱因斯坦提供了对九种不同现象行为的见解 ， 包括普朗克描述从灯泡灯丝中释放的特定颜色 。它还解释了某些颜色的光如何将电子从金属表面喷出 ， 这种现象被称为”光电效应” 。“ 然而 ， 爱因斯坦在进行对这种电子“跃迁”解释时并不完全有道理 ， ”美国加州大学物理系副教授斯蒂芬·克拉森（Stephen Klassen）说 。

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