“相對(duì)論解釋不了微觀世界的運(yùn)動(dòng)”這個(gè)說法大體來說是正確的,但更嚴(yán)格的說法應(yīng)該是“相對(duì)論不足以解釋微觀世界的運(yùn)動(dòng)”,也就是說：一方面,光有相對(duì)論是不夠的；另一方面,解釋微觀世界也離不開相對(duì)論.
微觀世界的奇異性在于“波粒二象性”——微粒不再像以往以為的那樣是個(gè)小小的實(shí)體球一樣的東西,而且可以沿著一條確定的軌跡運(yùn)動(dòng).它實(shí)際上已沒有什么確切的大小、形狀、位置、軌跡可言,這些經(jīng)典概念統(tǒng)統(tǒng)都不適于描述微觀世界及其運(yùn)動(dòng).微粒已變得像波那樣彌散于廣闊的空間里.
量子力學(xué)的要點(diǎn)有三個(gè)：第一,波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)詮釋；第二,波函數(shù)自身演化遵守的方程（包括非相對(duì)論性的薛定諤方程、相對(duì)論性的狄拉克方程等）；第三,所有力學(xué)量的算符化.
波函數(shù)本身所描述的那個(gè)“神秘”的實(shí)體是不可觀察的,它的演化遵守上述方程（為了給出確定的結(jié)果,還需要適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件和初始條件,這些條件往往是自然給出的,不需測(cè)量,比如,波函數(shù)在無窮遠(yuǎn)處應(yīng)為零,再如,原子狀態(tài)一開始就是現(xiàn)在這個(gè)樣子）.為了從波函數(shù)中提取有用的可觀察的物理量的信息,就要用該物理量對(duì)應(yīng)的算符作用到波函數(shù)上——對(duì)波函數(shù)進(jìn)行某些運(yùn)算、變換、操作.這樣得到的一般也并不是該物理量的確切的數(shù)值,而是該物理量的一系列的數(shù)值（常常是分立的、不連續(xù)的數(shù)值——量子化的）以及每個(gè)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的概率.為了驗(yàn)證上述理論計(jì)算的結(jié)果,必須多次實(shí)驗(yàn)或?qū)Υ罅客瑯拥膫€(gè)體做一次實(shí)驗(yàn).此即統(tǒng)計(jì)詮釋的意思.
不難看出,量子力學(xué)對(duì)某一個(gè)微粒未來某時(shí)刻將會(huì)怎樣,是無法作出確切的理論預(yù)言的,它只能做到預(yù)言它發(fā)生某種情況的可能性會(huì)有多大.由于微觀粒子極多,雖是統(tǒng)計(jì)結(jié)果,但對(duì)于宏觀來說,這已相當(dāng)精確了.
當(dāng)然,包括愛因斯坦在內(nèi)的少數(shù)物理學(xué)家對(duì)于量子力學(xué)本質(zhì)上的非決定論的特征是很不愿意接受的,但至今也無更好的替代方案.越來越多的人似乎已接受宇宙在本質(zhì)上就是量子力學(xué)描述的那樣是不可絕對(duì)說清的.
下面是我先前對(duì)某個(gè)相關(guān)話題的解說,建議你看看,我覺得對(duì)于你進(jìn)一步理解量子力學(xué)會(huì)有一點(diǎn)兒用——
盡管日常語(yǔ)言無法精確地描述奇異的微觀世界,但我們所熟悉的語(yǔ)言還只有日常語(yǔ)言；微觀世界我們從未真正的體驗(yàn)過,所以我們沒有微觀語(yǔ)言.目前最好的語(yǔ)言就是數(shù)學(xué)公式的推演了,而一切描述性的關(guān)于微觀圖像的說法都是似是而非的.但是既然我們不能很專業(yè)地只討論數(shù)學(xué),那我們還是要使用一些形象化的日常語(yǔ)言盡力對(duì)微觀世界進(jìn)行一些一鱗半爪式的描述.以下的描繪肯定不是精確的,但有一定的啟發(fā)性.
我通常是這樣來想象一個(gè)自由的、且近期尚未與別的粒子相互作用過的微觀粒子——它是一團(tuán)云霧和一個(gè)點(diǎn)粒子的統(tǒng)一體,這團(tuán)云霧的尺度大約就是該粒子的德布羅意波長(zhǎng)的大小,點(diǎn)粒子在這團(tuán)云霧的范圍內(nèi)（嚴(yán)格來說,它應(yīng)遍布全空間,但超出這個(gè)云霧范圍的幾率很小,暫時(shí)忽略不計(jì)）忽而出現(xiàn)在這里、忽而又在那里冒出（某一片刻,粒子在此處向真空交出了它的全部能量從而“融化”到真空里；下一個(gè)片刻,另一處的真空又突然給出一些能量“重塑”了這個(gè)粒子）,這種極快速的、隨機(jī)的在不同位置的“生生滅滅、進(jìn)進(jìn)出出”正表現(xiàn)出一團(tuán)云霧的樣子.
接下來看我特別選定的三種電子：1）熱電子——其動(dòng)能等于室溫下電子的平均動(dòng)能,其德布羅意波長(zhǎng)約為6納米（10^-9m）；2）低能電子——其動(dòng)能等于130幾伏特的電場(chǎng)中獲得的能量,其德布羅意波長(zhǎng)約為1埃（10^-10m）,這差不多正是一個(gè)氫原子的尺度；3）高能電子——其動(dòng)能等于一萬五千億伏特（10^12V）的電場(chǎng)中獲得的能量,其德布羅意波長(zhǎng)約為1費(fèi)米（10^-15m）,這差不多正是一個(gè)質(zhì)子或中子的尺度.
再看這三種電子在原子面前的表現(xiàn)：1）熱電子這團(tuán)云霧在尺度上比氫原子大近百倍,而橫截面積則大上千倍,它倆相遇有點(diǎn)兒像飛機(jī)穿過一大塊積雨云,彼此幾乎都沒啥變化.當(dāng)然還是有一點(diǎn)兩者產(chǎn)生相互作用的幾率（這種作用的細(xì)節(jié)與下述第二種情況類似）.2）低能電子這團(tuán)云霧的尺度與氫原子相當(dāng),它將產(chǎn)生不少與相互作用有關(guān)的后果,只有一點(diǎn)幾率是繞過原子就像第一情況那樣.學(xué)習(xí)過量子力學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的人都會(huì)記得一維條件下的入射平面波經(jīng)過有限高有限寬的勢(shì)壘（或有限深有限寬的勢(shì)井）后部分反射部分透射（或陷入井中被約束）的情景,現(xiàn)在原子中的繞核電子對(duì)外來低能電子來說就有點(diǎn)像勢(shì)壘,而其中的原子核就象勢(shì)井,雖是三維情況,但大體仍是反射、透射及約束這三種情況.碰到原子后的電子云霧變得復(fù)雜：它開始隨時(shí)間而不斷擴(kuò)展,一部分向入射的反方向擴(kuò)展,這對(duì)應(yīng)著反射波,也就是對(duì)應(yīng)著反彈回去的幾率；還有一部分“隧穿”過原子,即透射波；還有一小部分變成圍繞核的電子云,對(duì)應(yīng)著形成負(fù)離子的幾率；還有很小很小的一部分深入核中（詳見下述）.3）高能電子的那團(tuán)云霧相當(dāng)集中,對(duì)原子繞過、反射、透射等的幾率都很小,它就像一根針,輕易即可刺破原子這個(gè)“大氣球”而深入核中甚至質(zhì)子或中子之中.電子與核子的相互作用基本上仍是電磁的,不必考慮強(qiáng)相互作用,因?yàn)殡娮痈揪筒粠?質(zhì)子帶正電,對(duì)電子就相當(dāng)于勢(shì)井.中子雖不帶電,但它有磁矩,可相當(dāng)于微弱的勢(shì)井或勢(shì)壘.夸克有帶電,也相當(dāng)于勢(shì)井或勢(shì)壘.它們對(duì)電子都會(huì)出產(chǎn)生反射透射等的影響.這么高能的電子可通過弱作用（弱電統(tǒng)一的能標(biāo)已基本達(dá)到）創(chuàng)造一系列正反夸克對(duì)（它們形成新粒子）導(dǎo)致更復(fù)雜的局面（我也不清楚,就不能繼續(xù)說了）……
寫得好累,但愿能對(duì)你有所啟發(fā),但肯定不會(huì)使你完全明白的.玻爾曾說：“如果誰(shuí)沒被量子力學(xué)搞得頭暈,那他就一定是不理解量子力學(xué).”愛因斯坦說：“我思考量子力學(xué)的時(shí)間百倍于廣義相對(duì)論,但依然不明白.”