量子力学是一门研究物质和能量在最基本层面上的行为的物理学分支。这一理论框架主要用于描述微观粒子，如原子、电子、光子等的性质和相互作用。量子力学的基本特征和原理包括以下几点： 波粒二象性：量子力学表明，微观粒子如电子和光子表现出波动性和粒子性两种性质。例如，光既可以表现为波（如光的干涉和衍射现象），也可以表现为粒子（如光电效应中的光子）。量子叠加原理：一个量子系统的状态可以是多个可能状态的叠加。这意味着在观测之前，一个粒子可以同时处于多个位置、状态或能级。不确定性原理：由海森堡提出，表明不可能同时精确知道一个粒子的位置和动量（或其他一对互补变量，如能量和时间）。这是因为每次测量至少会扰动被测量的粒子。量子纠缠：当两个或多个粒子成为纠缠态时，一个粒子的状态将即时影响另一个粒子的状态，无论它们相隔多远。这种现象超越了经典物理学的局域性原理。观测问题：在量子力学中，一个系统的状态在未被观测时是不确定的，只有在进行观测时，系统才会“坍缩”到某一个确定的状态。这引发了关于“观测者”和“测量”在物理现象中作用的哲学讨论。波函数：波函数是描述量子系统状态的数学函数，其绝对值的平方给出了找到粒子在某位置的概率密度。量子力学不仅是现代物理学的基石，也是许多技术和科学发展的基础，如半导体技术、量子计算、激光技术、核磁共振成像等。这些应用都是基于量子力学原理构建和理解的。