我们现在的文明都建立在量子理论之上。
尽管量子力学是为描述远离我们的日常生活经验的抽象原子世界而创立的，但它对日常生活的影响无比巨大。没有量子力学作为工具，就不可能有化学、生物、医学以及其他每一个关键学科的引人入胜的进展。没有量子力学就没有全球经济可言，因为作为量子力学的产物的电子学革命将我们带入了计算机时代。同时，光子学的革命也将我们带入信息时代。量子物理的杰作改变了我们的世界，科学革命为这个世界带来了的福音，也带来了潜在的威胁。
或许用下面的一段资料能最好地描述这个至关重要但又难以捉摸的理论的独特地位：量子理论是科学史上能最精确地被实验检验的理论，是科学史上最成功的理论。量子力学深深地困扰了它的创立者，然而，直到它本质上被表述成通用形式的今天，一些科学界的精英们尽管承认它强大的威力，却仍然对它的基础和基本阐释不满意。
马克斯·普朗克（Max Planck）提出量子概念100多年了，在他关于热辐射的经典论文中，普朗克假定振动系统的总能量不能连续改变，而是以不连续的能量子形式从一个值跳到另一个值。能量子的概念太激进了，普朗克后来将它搁置下来。随后，爱因斯坦在1905年（这一年对他来说是非凡的一年）认识到光量子化的潜在意义。不过量子的观念太离奇了，后来几乎没有根本性的进展。现代量子理论的创立则是崭新的一代物理学家花了20多年时间建立的。
量子物理实际上包含两个方面。一个是原子层次的物质理论：量子力学，正是它我们才能理解和操纵物质世界；另一个是量子场论，它在科学中起到一个完全不同的作用。
旧量子论
量子革命的导火线不是对物质的研究，而是辐射问题。具体的挑战是理解黑体（即某种热的物体）辐射的光谱。烤过火的人都很熟悉这样一种现象：热的物体发光，越热发出的光越明亮。光谱的范围很广，当温度升高时，光谱的峰值从红线向黄线移动，然后又向蓝线移动（这些不是我们能直接看见的）。
结合热力学和电磁学的概念似乎可以对光谱的形状作出解释，不过所有的尝试均以失败告终。然而，普朗克假定振动电子辐射的光的能量是量子化的，从而得到一个表达式，与实验符合得相当完美。但是他也充分认识到，理论本身是很荒唐的，就像他后来所说的那样：“量子化只不过是一个走投无路的做法”。
普朗克将他的量子假设应用到辐射体表面振子的能量上，如果没有新秀阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein），量子物理恐怕要至此结束。1905年，他毫不犹豫的断定：如果振子的能量是量子化的，那么产生光的电磁场的能量也应该是量子化的。尽管麦克斯韦理论以及一个多世纪的权威性实验都表明光具有波动性，爱因斯坦的理论还是蕴含了光的粒子性行为。随后十多年的光电效应实验显示仅当光的能量到达一些离散的量值时才能被吸收，这些能量就像是被一个个粒子携带着一样。光的波粒二象性取决于你观察问题的着眼点，这是始终贯穿于量子物理且令人头痛的实例之一，它成为接下来20年中理论上的难题。
辐射难题促成了通往量子理论的第一步，物质悖论则促成了第二步。众所周知，原子包含正负两种电荷的粒子，异号电荷相互吸引。根据电磁理论，正负电荷彼此将螺旋式的靠近，辐射出光谱范围宽广的光，直到原子坍塌为止。
接着，又是一个新秀尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）迈出了决定性的一步。1913年，玻尔提出了一个激进的假设：原子中的电子只能处于包含基态在内的定态上，电子在两个定态之间跃迁而改变它的能量，同时辐射出一定波长的光，光的波长取决于定态之间的能量差。结合已知的定律和这一离奇的假设，玻尔扫清了原子稳定性的问题。玻尔的理论充满了矛盾，但是为氢原子光谱提供了定量的描述。他认识到他的模型的成功之处和缺陷。凭借惊人的预见力，他聚集了一批物理学家创立了新的物理学。一代年轻的物理学家花了12年时间终于实现了他的梦想。
开始时，发展玻尔量子论（习惯上称为旧量子论）的尝试遭受了一次又一次的失败。接着一系列的进展完全改变了思想的进程。
量子力学史
1923年路易·德布罗意（Louis de Broglie）在他的博士论文中提出光的粒子行为与粒子的波动行为应该是对应存在的。他将粒子的波长和动量联系起来：动量越大，波长越短。这是一个引人入胜的想法，但没有人知道粒子的波动性意味着什么，也不知道它与原子结构有何联系。然而德布罗意的假设是一个重要的前奏，很多事情就要发生了。
1924年夏天，出现了又一个前奏。萨地扬德拉·N·玻色（Satyendra N. Bose）提出了一种全新的方法来解释普朗克辐射定律。他把光看作一种无（静）质量的粒子（现称为光子）组成的气体，这种气体不遵循经典的玻耳兹曼统计规律，而遵循一种建立在粒子不可区分的性质（即全同性）上的一种新的统计理论。爱因斯坦立即将玻色的推理应用于实际的有质量的气体从而得到一种描述气体中粒子数关于能量的分布规律，即著名的玻色-爱因斯坦分布。然而，在通常情况下新老理论将预测到原子气体相同的行为。爱因斯坦在这方面再无兴趣，因此这些结果也被搁置了10多年。然而，它的关键思想——粒子的全同性，是极其重要的。
突然，一系列事件纷至沓来，最后导致一场科学革命。从1925年元月到1928年元月：
·沃尔夫刚·泡利（Wolfgang Pauli）提出了不相容原理，为周期表奠定了理论基础。
·韦纳·海森堡（Werner Heisenberg）、马克斯·玻恩（Max Born）和帕斯库尔·约当（Pascual Jordan）提出了量子力学的第一个版本，矩阵力学。人们终于放弃了通过系统的方法整理可观察的光谱线来理解原子中电子的运动这一历史目标。
·埃尔温·薛定谔（Erwin Schrodinger）提出了量子力学的第二种形式，波动力学。在波动力学中，体系的状态用薛定谔方程的解——波函数来描述。矩阵力学和波动力学貌似矛盾，实质上是等价的。
·电子被证明遵循一种新的统计规律，费米-狄拉克统计。人们进一步认识到所有的粒子要么遵循费米-狄拉克统计，要么遵循玻色-爱因斯坦统计，这两类粒子的基本属性很不相同。
·海森堡阐明测不准原理。
·保尔·A·M·狄拉克（Paul A. M. Dirac）提出了相对论性的波动方程用来描述电子，解释了电子的自旋并且预测了反物质。
·狄拉克提出电磁场的量子描述，建立了量子场论的基础。
·玻尔提出互补原理（一个哲学原理），试图解释量子理论中一些明显的矛盾，特别是波粒二象性。
量子理论的主要创立者都是年轻人。1925年，泡利25岁，海森堡和恩里克·费米（Enrico Fermi）24岁，狄拉克和约当23岁。薛定谔是一个大器晚成者，36岁。玻恩和玻尔年龄稍大一些，值得一提的是他们的贡献大多是阐释性的。爱因斯坦的反应反衬出量子力学这一智力成果深刻而激进的属性：他拒绝自己发明的导致量子理论的许多关键的观念，他关于玻色-爱因斯坦统计的论文是他对理论物理的最后一项贡献，也是对物理学的最后一项重要贡献。
创立量子力学需要新一代物理学家并不令人惊讶，开尔文爵士在祝贺玻尔1913年关于氢原子的论文的一封书信中表述了其中的原因。他说，玻尔的论文中有很多真理是他所不能理解的。开尔文认为基本的新物理学必将出自无拘无束的头脑。
1928年，革命结束，量子力学的基础本质上已经建立好了。后来，Abraham Pais以轶事的方式记录了这场以狂热的节奏发生的革命。其中有一段是这样的：1925年，Samuel Goud**it和George Uhlenbeck就提出了电子自旋的概念，玻尔对此深表怀疑。10月玻尔乘火车前往荷兰的莱顿参加亨德里克·A·洛伦兹（Hendrik A. Lorentz）的50岁生日庆典，泡利在德国的汉堡碰到玻尔并探询玻尔对电子自旋可能性的看法；玻尔用他那著名的低调评价的语言回答说，自旋这一提议是“非常，非常有趣的”。后来，爱因斯坦和Paul Ehrenfest在莱顿碰到了玻尔并讨论了自旋。玻尔说明了自己的反对意见，但是爱因斯坦展示了自旋的一种方式并使玻尔成为自旋的支持者。在玻尔的返程中，遇到了更多的讨论者。当火车经过德国的哥挺根时，海森堡和约当接站并询问他的意见，泡利也特意从汉堡格赶到柏林接站。玻尔告诉他们自旋的发现是一重大进步。
量子力学的创建触发了科学的淘金热。早期的成果有：1927年海森堡得到了氦原子薛定谔方程的近似解，建立了原子结构理论的基础；John Slater，Douglas Rayner Hartree，和Vladimir Fock随后又提出了原子结构的一般计算技巧；Fritz London和Walter Heitler解决了氢分子的结构，在此基础上，Linus Pauling建立了理论化学；Arnold Sommerfeld和泡利建立了金属电子理论的基础，Felix Bloch创立了能带结构理论；海森堡解释了铁磁性的起因。1928年George Gamow解释了α放射性衰变的随机本性之谜，他表明α衰变是由量子力学的隧道效应引起的。随后几年中，Hans Bethe建立了核物理的基础并解释了恒星的能量来源。随着这些进展，原子物理、分子物理、固体物理和核物理进入了现代物理的时代。
量子力学要点
伴随着这些进展，围绕量子力学的阐释和正确性发生了许多争论。玻尔和海森堡是倡导者的重要成员，他们信奉新理论，爱因斯坦和薛定谔则对新理论不满意。
基本描述：波函数。系统的行为用薛定谔方程描述，方程的解称为波函数。系统的完整信息用它的波函数表述，通过波函数可以计算任意可观察量的可能值。在空间给定体积内找到一个电子的概率正比于波函数幅值的平方，因此，粒子的位置分布在波函数所在的体积内。粒子的动量依赖于波函数的斜率，波函数越陡，动量越大。斜率是变化的，因此动量也是分布的。这样，有必要放弃位移和速度能确定到任意精度的经典图象，而采纳一种模糊的概率图象，这也是量子力学的核心。
对于同样一些系统进行同样精心的测量不一定产生同一结果，相反，结果分散在波函数描述的范围内，因此，电子特定的位置和动量没有意义。这可由测不准原理表述如下：要使粒子位置测得精确，波函数必须是尖峰型的，然而，尖峰必有很陡的斜率，因此动量就分布在很大的范围内；相反，若动量有很小的分布，波函数的斜率必很小，因而波函数分布于大范围内，这样粒子的位置就更加不确定了。
波的干涉。波相加还是相减取决于它们的相位，振幅同相时相加，反相时相减。当波沿着几条路径从波源到达接收器，比如光的双缝干涉，一般会产生干涉图样。粒子遵循波动方程，必有类似的行为，如电子衍射。至此，类推似乎是合理的，除非要考察波的本性。波通常认为是媒质中的一种扰动，然而量子力学中没有媒质，从某中意义上说根本就没有波，波函数本质上只是我们对系统信息的一种陈述。
对称性和全同性。氦原子由两个电子围绕一个核运动而构成。氦原子的波函数描述了每一个电子的位置，然而没有办法区分哪个电子究竟是哪个电子，因此，电子交换后看不出体系有何变化，也就是说在给定位置找到电子的概率不变。由于概率依赖于波函数的幅值的平方，因而粒子交换后体系的波函数与原始波函数的关系只可能是下面的一种：要么与原波函数相同，要么改变符号，即乘以-1。到底取谁呢？
量子力学令人惊诧的一个发现是电子的波函数对于电子交换变号。其结果是戏剧性的，两个电子处于相同的量子态，其波函数相反，因此总波函数为零，也就是说两个电子处于同一状态的概率为0，此即泡利不相容原理。所有半整数自旋的粒子(包括电子)都遵循这一原理，并称为费米子。自旋为整数的粒子(包括光子)的波函数对于交换不变号，称为玻色子。电子是费米子，因而在原子中分层排列；光由玻色子组成，所以激光光线呈现超强度的光束(本质上是一个量子态)。最近，气体原子被冷却到量子状态而形成玻色-爱因斯坦凝聚，这时体系可发射超强物质束，形成原子激光。
这一观念仅对全同粒子适用，因为不同粒子交换后波函数显然不同。因此仅当粒子体系是全同粒子时才显示出玻色子或费米子的行为。同样的粒子是绝对相同的，这是量子力学最神秘的侧面之一，量子场论的成就将对此作出解释。
争议与混乱
量子力学意味着什么？波函数到底是什么？测量是什么意思？这些问题在早期都激烈争论过。直到1930年，玻尔和他的同事或多或少地提出了量子力学的标准阐释，即哥本哈根阐释；其关键要点是通过玻尔的互补原理对物质和事件进行概率描述，调和物质波粒二象性的矛盾。爱因斯坦不接受量子理论，他一直就量子力学的基本原理同玻尔争论，直至1955年去世。
关于量子力学争论的焦点是：究竟是波函数包含了体系的所有信息，还是有隐含的因素(隐变量)决定了特定测量的结果。60年代中期约翰·S·贝尔(John S. Bell)证明，如果存在隐变量，那么实验观察到的概率应该在一个特定的界限之下，此即贝尔不等式。多数小组的实验结果与贝尔不等式相悖，他们的数据断然否定了隐变量存在的可能性。这样，大多数科学家对量子力学的正确性不再怀疑了。
然而，由于量子理论神奇的魔力，它的本质仍然吸引着人们的注意力。量子体系的古怪性质起因于所谓的纠缠态，简单说来，量子体系(如原子)不仅能处于一系列的定态，也可以处于它们的叠加态。测量处于叠加态原子的某种性质(如能量)，一般说来，有时得到这一个值，有时得到另一个值。至此还没有出现任何古怪。
但是可以构造处于纠缠态的双原子体系，使得两个原子共有相同的性质。当这两个原子分开后，一个原子的信息被另一个共享(或者说是纠缠)。这一行为只有量子力学的语言才能解释。这个效应太不可思议以至于只有少数活跃的理论和实验机构在集中精力研究它，论题并不限于原理的研究，而是纠缠态的用途；纠缠态已经应用于量子信息系统，也成为量子计算机的基础。
二次革命
在20年代中期创立量子力学的狂热年代里，也在进行着另一场革命，量子物理的另一个分支——量子场论的基础正在建立。不像量子力学的创立那样如暴风疾雨般一挥而就，量子场论的创立经历了一段曲折的历史，一直延续到今天。尽管量子场论是困难的，但它的预测精度是所有物理学科中最为精确的，同时，它也为一些重要的理论领域的探索提供了范例。
激发提出量子场论的问题是电子从激发态跃迁到基态时原子怎样辐射光。1916年，爱因斯坦研究了这一过程，并称其为自发辐射，但他无法计算自发辐射系数。解决这个问题需要发展电磁场(即光)的相对论量子理论。量子力学是解释物质的理论，而量子场论正如其名，是研究场的理论，不仅是电磁场，还有后来发现的其它场。
1925年，玻恩，海森堡和约当发表了光的量子场论的初步想法，但关键的一步是年轻且本不知名的物理学家狄拉克于1926年独自提出的场论。狄拉克的理论有很多缺陷：难以克服的计算复杂性，预测出无限大量，并且显然和对应原理矛盾。
40年代晚期，量子场论出现了新的进展，理查德·费曼(Richard Feynman)，朱利安·施温格(Julian Schwinger)和朝永振一郎(Sinitiro Tomonaga)提出了量子电动力学(缩写为QED)。他们通过重整化的办法回避无穷大量，其本质是通过减掉一个无穷大量来得到有限的结果。由于方程复杂，无法找到精确解，所以通常用级数来得到近似解，不过级数项越来越难算。虽然级数项依次减小，但是总结果在某项后开始增大，以至于近似过程失败。尽管存在这一危险，QED仍被列入物理学史上最成功的理论之一，用它预测电子和磁场的作用强度与实验可靠值仅差2/1,000,000,000,000。
尽管QED取得了超凡的成功，它仍然充满谜团。对于虚空空间(真空)，理论似乎提供了荒谬的看法，它表明真空不空，它到处充斥着小的电磁涨落。这些小的涨落是解释自发辐射的关键，并且，它们使原子能量和诸如电子等粒子的性质产生可测量的变化。虽然QED是古怪的，但其有效性是为许多已有的最精确的实验所证实的。
对于我们周围的低能世界，量子力学已足够精确，但对于高能世界，相对论效应作用显著，需要更全面的处理办法，量子场论的创立调和了量子力学和狭义相对论的矛盾。
量子场论的杰出作用体现在它解释了与物质本质相关的一些最深刻的问题。它解释了为什么存在玻色子和费米子这两类基本粒子，它们的性质与内禀自旋有何关系；它能描述粒子(包括光子，电子，正电子即反电子)是怎样产生和湮灭的；它解释了量子力学中神秘的全同性，全同粒子是绝对相同的是因为它们来自于相同的基本场；它不仅解释了电子，还解释了μ子，τ子及其反粒子等轻子。
QED是一个关于轻子的理论，它不能描述被称为强子的复杂粒子，它们包括质子、中子和大量的介子。对于强子，提出了一个比QED更一般的理论，称为量子色动力学(QCD)。QED和QCD之间存在很多类似：电子是原子的组成要素，夸克是强子的组成要素；在QED中，光子是传递带电粒子之间作用的媒介，在QCD中，胶子是传递夸克之间作用的媒介。尽管QED和QCD之间存在很多对应点，它们仍有重大的区别。与轻子和光子不同，夸克和胶子永远被幽禁在强子内部，它们不能被解放出来孤立存在。
QED和QCD构成了大统一的标准模型的基石。标准模型成功地解释了现今所有的粒子实验，然而许多物理学家认为它是不完备的，因为粒子的质量，电荷以及其它属性的数据还要来自实验；一个理想的理论应该能给出这一切。
今天，寻求对物质终极本性的理解成为重大科研的焦点，使人不自觉地想起创造量子力学那段狂热的奇迹般的日子，其成果的影响将更加深远。现在必须努力寻求引力的量子描述，半个世纪的努力表明，QED的杰作——电磁场的量子化程序对于引力场失效。问题是严重的，因为如果广义相对论和量子力学都成立的话，它们对于同一事件必须提供本质上相容的描述。在我们周围世界中不会有任何矛盾，因为引力相对于电力来说是如此之弱以至于其量子效应可以忽略，经典描述足够完美；但对于黑洞这样引力非常强的体系，我们没有可靠的办法预测其量子行为。
一个世纪以前，我们所理解的物理世界是经验性的；20世纪，量子力学给我们提供了一个物质和场的理论，它改变了我们的世界；展望21世纪，量子力学将继续为所有的科学提供基本的观念和重要的工具。我们作这样自信的预测是因为量子力学为我们周围的世界提供了精确的完整的理论；然而，今日物理学与1900年的物理学有很大的共同点：它仍旧保留了基本的经验性，我们不能彻底预测组成物质的基本要素的属性，仍然需要测量它们。
或许，超弦理论是唯一被认为可以解释这一谜团的理论，它是量子场论的推广，通过有长度的物体取代诸如电子的点状物体来消除所有的无穷大量。无论结果何如，从科学的黎明时期就开始的对自然的终极理解之梦将继续成为新知识的推动力。从现在开始的一个世纪，不断地追寻这个梦，其结果将使我们所有的想象成为现实。
这本书是英国科普作家蒂姆·詹姆斯写的一本量子力学科普入门书，从微观世界的维度解读宇宙。但是本人理科功底实在薄弱，好多地方还不能融顺贯通，好在也有收获，先理顺一些概念。
一、时间膨胀效应
或者叫时间扭曲。我以前一直不理解：为什么光速不变？同样沿着光，你坐飞机我走路，你的光速不应该更快吗？原来是时间搞的鬼。
时间膨胀效应是指在相对论中，时间的尺度随着观察者速度的改变而改变。比如，对移动中的两个观察者来说，时间的流速一定不同。一个人的速度越快，他的时钟就越慢，结果光的时间流动也更慢，看上去似乎光速是一样的。你的朋友骑在自行车上，她的时间更慢，因此在测量光速时，得到的结果似乎是一样的。所以光速不变。（如果你的运动速度跟光速一样，时间就静止了。）
（运动的人显年轻，是时间变慢了吗？大脑越用越有活力，是不是也有同样的道理在？）
二、光电效应
简单地说，就是当光照射在一片洁净的金属上时，金属原子外层的电子就会飞离金属表面。这是因为电子能吸收光，如果入射光的能量足够大，电子就能吸收光并被剥离。入射光的能量是根据颜色来的，红光、橙光和黄光对金属表面不起作用，而绿光、蓝光和紫光会导致电子发射。
三、量子跃迁
电子被固定在绕原子核距离不等的壳层上，能量越低越靠近原子核；电子会吸收能量，但只吸收能使它们脱离束缚的固定能量，多一点、少一点都不吸收。这意味着两个壳层之间的电子不存在中间能量值。因此，当电子吸收一个光子并跃迁到更高的壳层时，它不会通过中间的“真空地带”。它显然是瞬间从内壳层跳到外壳层的，这就是所谓的“量子跃迁”。
四、电磁场
电场跟磁场是一体的，如果你拿一块磁铁上下摆动，会在磁场中创造一个垂直的波（？），这一举动同时还在电场中产生了一个扰动，与原来的磁扰动呈直角。该电场的波动会再对磁场产生反作用。磁场又会再次振动，从而扰动电场。如此循环不止。最开始你在磁场中创造了波，当电场与磁场一起振动并相互干扰的时候，波也随之传播，这些波叫作“电磁波”。
“电磁波”的传播速度是光速， 电磁场（或者叫光子场）就是产生光波（勒内·笛卡尔和托马斯·杨都论证过）的介质 。
还有一些概念包括整个书的框架逻辑，还要延伸阅读理解。
人血和动物的血，几千年来都伴有神秘和恐怖的色彩，直到现在我们也不能说已经揭开了它们的秘密。 无论欧洲和中国，自古都以为喝最凶猛的动物的血，对人十分有益。“屠龙”之说，由此而起。世界上本来没有龙，龙只是古代人崇拜的图腾。但因为龙是叱咤风云的动物，强者就想喝它的血来健身。
在中国，早有屠龙的神话。《庄子?列御寇》中记道：有人花了千金，学会了屠龙之术，却从未杀过龙。这徒然给后世留下了一句意为学而无用的讽刺成语“屠龙之技”。 但欧洲人在传说中却是真正杀过龙的。古希腊力大无穷的巨人齐格非里特，就在恶战后杀死了一条很大的龙，不仅浑身浴血，而且将龙血全部喝下，不但恢复了青春，而且更加勇猛。“屠龙”自然只是传说，但人喝动物的血，却是几千年来一直存在的事实。日本人在北海道的冰天雪地中围攻巨熊，杀死后大碗喝着温热的熊血，认为是最好的补品，直到现在仍然如此。
中国人相信鹿血，以为是上好的补药。从汉朝开始，皇帝就设有鹿苑，春秋围猎，骑射取乐，并在需要时天天杀一只鹿，让皇帝喝温热的鹿血。这样的豪饮，小百姓自然是无福消受的。清朝咸丰皇帝害怕英法联军进京，逃到承德“避暑山庄”后，肺结核大发，天天喝鹿血，也无济于事，最终一命呜呼。在民间，鸡血一向被看作神圣的东西，尤其是大公鸡的血。自古以来，“歃血为盟”就是一种隆重的结义方式。所谓“歃血”，就是口涂动物鲜血，并含血喝下，以表忠诚。春秋战国时风行结盟，参加的人就要喝血，当时主要是羊血。以后2 000多年来，“歃血”一直存在，尤其是秘密结社的江湖兄弟，都要活杀大公鸡，将血滴在酒内，一饮而尽。红军长征过大渡河前，刘伯承就和少数民族首领小叶丹歃血结义。不少人结盟时，甚至用尖刀割开自己的手腕，将血滴入酒内，这比鸡血更为隆重了。有些人用刺破手指的血来写**，有不少皇帝的密诏，就是用血写的。还有些高僧，天天以指血写经。一部《金刚经》写完，人也因血枯而圆寂了。
吃人血，也是有的。鲁迅就写过用浸透革命者牺牲时鲜血的馒头医痨病的小说《药》。野史《蜀碧》一书中，也有张献忠在四川喝人血的记载。以上这些例子，都说明人类认为血液是神圣的东西，表示公道和正义。它们与人类健康关系就更密切了。
给人输血，欧洲14世纪就已出现，但成功的例子很少，中国古代则无此记载。
15世纪初，罗马教皇英诺圣特病危，群医束手无策。当时，意大利米兰有个叫卡鲁达斯的医生说，直接向教皇输入人血，可以救治，但必须是童男的热血，才是最神圣洁净的。他残忍地割开了三个十二三岁男孩的动脉血管，让鲜红的血液流入铜质的器皿。3个孩子抽搐着一一死去，惨不忍睹。然后，卡鲁达斯在血液中加入名贵的药草，用手工制造的粗大注射针头，将血液输入教皇的血管中。教皇立即感到胸闷窒息，慢慢死去。4条人命，就此断送在庸医手中。从现代的观点来看，这样的输血无异于谋杀。
不过，这毕竟是人对人输血的开端，从历史上看仍有重要意义。
在中世纪，欧洲人以为人体内的血液从脑部产生，流向身体末梢就完了，然后又是新的血液再往下流，根本不知道心脏所起的作用。直到1628年，英国医生威廉?哈维经长期研究，终于揭开了心脏的秘密，发表了有名的论文《动物心运动的解剖研究》，人类才知道，血液在动物体内是通过心脏循环不息地回流的。哈维是实验生理学的创始人，他告诉人们，心脏像一个泵，使血液从动脉输出，再由静脉回流。每个人有血液4000～5000毫升，内含多种营养成分，如无机盐、氧、酶和激素等等。哈维还是个生理学家，他在1651年发表了论文《论动物的生殖》，详细阐述了胚胎学的原理。一石激起千重浪，哈维的伟大发现，澄清了人们对血液和生殖的错误概念，引起了医学界极大的震动。
既然血液循环不息地流动，医生们自然会想到可以将药物输入血管治病了，当时有个名叫卜泰的医生，就大胆地将药液输入病人的血管，但很多人就此死亡。医生们弄不清是什么道理，就停止了使用。此外，由于哈维对生殖和胚胎的解析，一些医生想入非非，认为人和动物可以杂交，改变人的性格。例如，人和羊交配，人的性格就可以变得温驯。医生们盲目地试验过，结果却是不能存活的怪胎。所以，威廉?哈维的伟大发现，一度曾使欧洲人进入误区，造成过一些悲剧和喜剧。
17世纪，医生们真正开始对人输血。当时人们对羊有一种特殊的感情，认为羊血最为圣洁干净。于是，外科医生用羊血输入人的血管来治病，居然有人活下来了，它治愈了一些严重贫血患者，但也有不少病人却死去了。成功率不到10%。
从一些17世纪保存下来的油画上，可以看到用羊血对人输血的情景：一头健壮的公羊被缚在凳子上，颈部的毛被剃光，割破的颈动脉，内插一根管子，羊血不断流出来。管子的另一头是较细的针孔，刺在病人腕部的血管中。羊放在高处，病人躺在低处，羊血就向病人的血管流去。但是，许多病人往往猛烈窒息，血液也往往凝集，不得流通。羊和人一起死去。这种可怕的情景，可以从古画中看得出来。由于输血如此危险，故当时病人都要立下自愿书，一旦死去和医生无关。
病人死得越来越多了，虽然都是些绝症患者，但也引起了社会的震惊，以至巴黎的宗教法庭不得不出来干预，发布命令，禁止输血。于是，仍旧回到喝血的老路上去，喝的大都是羊血，均无显著疗效。
直到一百多年后，人们才初步弄清楚羊血杀人的秘密。1875年，朗特亚医生终于在显微镜下弄明白，威廉?哈维忽略了血液的其他特性。郎特亚写了一本书《血液移输》，书中一针见血地说：“羊的血清，具有破坏并使异体动物红血球凝结的性质。”书中进一步说明了血液的主要成分是血浆、血细胞和血小板，而血细胞又有红细胞和白细胞之分。因此，不同动物的血液混在一起，可促使红细胞的凝结。羊血杀人，就是这个道理。
但是，对输血来说十分重要的血型，人类仍未揭开它的面纱。输血不得不又暂告停止。
直到1901年，奥地利生理学家兰斯坦纳于1901年发现才发现人的血型，由于红细胞所含“抗原”（又称“凝集原”）的不同，可以分成三类，即A型、B型和O型。红细胞只有A抗原的，就是A型血；只有B抗原的叫B型血；AB抗原都没有的即O型血。人对人输血，血型一定要相应，否则，红细胞就会凝集，严重时致人死命。这一发现恢复了人对人的输血，挽救了不知多少人的生命。
1910年，科学家强斯基和莫斯又发现了AB型血型。凡是AB型血型的人，可以接受任何血型的输血。后来，陆续又发现MN、P、RH等血型，总共已有10多种血型。从此，输血就更安全可靠了。
经过两千多年的探索，牺牲了无数人的生命，人类终于弄清了血液这种神秘的东西，进入了输血的自由王国。
现在，输血是常见的事，已无危险。但是，如果注射器消毒不严，血液未经严格预检，仍然会将一些疾病如肝炎、艾滋病等带给无辜的受血病人。
对血液人们虽然已经揭穿了它绝大部分的秘密，但严格地说，它仍然是十分神秘的。怎样正确利用血液，进一步征服疾病，还有待于人们去不断探索和研究。
（责编王华）
血液循环的发现历史
公元2世纪，希腊著名医生盖仑主张血液像潮汐一样地在心脏和血管中一出一进地流动。他还认为左右两心室间的隔膜上有小孔，血液可以互相流通，在心脏中可以产生所谓的“活力灵气”。盖仑是一位非常热爱研究自然的人，同时还是一位很受人信赖的医生，在当时，他的思想是很先进的，几乎没人认为他的话是错误的。盖仑关于灵气的学说恰恰符合了当时上帝造人的信念，被当时的人们奉为真理。后来，宗教界也加入进来，把他的科学研究成果与宗教教义合为一体，授予了盖仑学说相当大的权威。就这样，盖仑的错误理论控制着人们的头脑不去观察、不去思维，一直持续了近1 000年。
16世纪，西班牙的塞尔维特通过实物的直接观察后指出，心脏的中隔上没有盖仑所说的小孔，因而心脏右边的血液不能大量进入左边，而是从肺动脉入肺，流入肺的目的是为了“通风”和排除废物。由于他的思想不“正统”，和宗教教义不符，他被耶稣**烧死，他的模拟像又被天主**焚毁。
17世纪，意大利的法布里修斯观察到了静脉中的静脉瓣，并写出了专著。他认识到这些瓣膜能防止血液的倒流，但他没有因此而怀疑血液的“潮汐样流动”。他的学生哈维受到他工作的启发，根据心房―心室间和静脉内存在单方向的瓣膜这些事实作出推论：血液不能像潮汐一样地流出流进，因为单向的瓣膜使血液不能回流。为了证明这一点，他用探针从右心室伸入肺动脉而到肺部，他发现探针很通畅地进入了肺。同样，用探针从大静脉伸入右心房，再入右心室，也很通畅。反之，用探针从肺动脉伸入右心室却很困难，只有刺伤肺动脉中的瓣膜才能进入。同样的，探针从右心室伸向右心房也要受到房室间的房室瓣所阻。他又发现，如果将水从大静脉向心脏泵入，水入心脏后就从肺动脉流出。他推论，如果血流真的是单向的，那么水就不能逆流，即不能从肺动脉回流入心室。于是他将水从肺动脉向心脏压进，结果水屯留在肺动脉中，甚至使肺动脉涨大，也不能进入心脏。他将肺动脉扎紧，然后将水压入右心房，结果水流入右心室，右心室膨胀，水流入越多，涨得就越大，而左心室却无变化，可见，左右两心室间的隔膜是完全封闭的，是不通的。
经过9年的大量工作，哈维得到了不少成果，但严谨的哈维并不满足，他还要寻找反面证明。哈维很擅长用简单的、容易让人理解的实验来说明问题。他提出了一个很简单的问题，并通过实验，由定量的实验结果把盖仑的“完善理论”彻底毁了。哈维提出的问题是：从心脏向全身要输出多少血液呢？这是不难计算的。一个正常的成人在安静状态下，心脏每一次搏动大约向动脉射出0.07千克的血液，如果心脏每分钟搏动75次的话，也就是心脏1分钟要向动脉射出的血大约是0.07×75=5.25千克的血，那么1个小时内通过心脏到达动脉的血量约为5.25×60=315千克！这么大的血量差不多是一个特级大胖子体重的3倍，如果盖仑的潮涨潮落式的血液运动是对的，血液从肝脏排出后就被各器官吸收，这么多的血量来自何方？更何况，身体中那么多的血岂不要把血管撑破吗？当年哈维还用牛和羊做过实验，1头牛在割断颈动脉后，不到半小时就会因血液流尽而死去，说明动物体内的血液量确实是有限的。那么，如何解释有限的血液却能在短时间内以那么大的量通过心脏呢？答案只有一个：血液在体内是循环流动的。
哈维敏锐的观察，精确的实验，严格的分析堪称生物学实验研究的典范。尤其，哈维在建立他的理论时，所提供的实验证据中使用了数字来说明问题，这种实验称为定量实验。这在我们今天看来是再平常不过的事，但对于那个还不能测量血压，甚至不能测量温度的年代，这可算是一件了不起的事情。哈维创造性的工作不仅确证了血液的循环，而且为生物学实验研究方法奠定了基础。