量子究竟是什麼？

　　量子是比原子、電子更小的粒子嗎？

　

　　看到“量子”這個詞，也許你會把它了解成一種比原子、電子更小的粒子。

　　“量子”是一個數學概念，即“離散變化的最小單元”。簡單說來，“量子”是一個統稱，是電子、光子之類的亞原子粒子的統稱（在相對論看來，物質和能量等效，一個電子可以看作是一個能量包，即一個能量子，簡稱量子）。比如“水果”，就是桃子、石榴或蘋果之類的統稱。如果我說“水果比桃子好吃”，或者說“水果比蘋果小”，你一定會覺得荒唐。

　　什麼叫“離散變化”？

　　能量子的傳播是一份一份的，不存在半個光子或半個電子。正如在日常生活之中，要統計一個家庭有幾口人，不能出現兩個半個或三個半人口的家庭；你回家要上台階，隻能一步上一個台階，而不能上半個台階或三分之一 個台階。對于統計人數來說，一個人就是一個量子；對于上台階來說，一個台階就是一個量子。

　　“離散變化”，可以簡單了解為“一份一份地變化”。如果某個東西隻能離散變化，我們就說它是“量子化”的。

　　“離散變化”與“連續變化”相反。“連續變化”就是不會中斷的變化。例如一個人在路上騎車，車輪可以滾過1米的位置，也可以滾過1.1米的位置，也可以滾過1.11米的位置……中間任何一個點都可以經過，且必須都要經過，這就是“連續變化”。

　　離散變化是微觀世界最本質的、最普遍的基本特征。

　　科學家對“離散變化的微觀世界”做了準确描述，進而創立了“量子力學”。

　　人們把描述微觀世界的力學叫“量子力學”，把描述宏觀世界的牛頓力學叫“經典力學”。

　　

　　量子力學起源于1900年，創始人是德國科學家普朗克（Max Planck）。

　　普朗克在研究“黑體輻射”問題時，發現必須把輻射攜帶的能量當作離散變化的，才能推出跟實驗一緻的公式。但普朗克一直不敢相信電磁波是不連續的，是一份一份地傳播的，他堅稱自己隻是根據實驗事實做數學反推運算得出的結果。可是不管怎麼樣，“量子潘多拉魔盒”被他打開，再也關不上了。裡面跳出了電腦、手機之類的天使，也蹦出了原子彈之類的魔鬼。

原文釋出時間為：2017-12-11

本文作者：量子君

本文來源：

量子科學

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