“量子”究竟是什么意思

量子概念的提出和量子力学的发展，极大地改变了人们对微观世界的认识，推动了现代物理学的巨大进步，并在许多领域得到了广泛应用。那么到底什么是“量子”呢？

定义

量子是一个比较宽泛的概念，简单来说，量子是构成物质的基本单元，是能量、角动量等物理量的最小离散单位，它具有波粒二象性。

在微观世界中，许多物理量的变化不像在宏观世界中那样是连续的，而是以不连续的、一份一份的形式存在，每一份就被称为一个量子。

例如，光就是由一个个叫做光子的量子组成的，光子就是光能量的量子化表现，它的能量是不连续的，只能是某个基本单位的整数倍。

历史渊源

1900年，德国物理学家普朗克为解决黑体辐射问题，提出能量不是连续的，而是一份一份的每一份能量与频率成正比，即，其中为普朗克常数。

这一假设打破了经典物理中能量连续的观念，标志着量子概念的诞生。随后，爱因斯坦在解释光电效应时，提出光本身就是由一个个具有能量和动量的光子组成，进一步深化了量子的概念。

特性

量子化

这是量子最基本的特性，即物理量的取值是离散的、不连续的。如电子在原子中的能量只能处于一些特定的能级上，不能取任意值，电子从一个能级跃迁到另一个能级时，吸收或释放的能量也是量子化的。

波粒二象性

量子既具有粒子的特性，如具有确定的位置、动量等；又具有波动的特性，如能产生干涉、衍射等波动现象。

比如电子，在一些实验中表现出粒子的特性，像在撞击屏幕时会形成离散的亮点；而在另一些实验中，如电子双缝干涉实验中，又表现出波动的特性，会形成明暗相间的干涉条纹。

量子纠缠

是量子的一个奇特特性，指两个或多个量子之间存在一种特殊的关联，无论相隔多远，当一个量子的状态发生变化时，另一个量子的状态会瞬间发生相应变化，这种现象被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。

例如，处于纠缠态的两个光子，当测量其中一个光子的偏振态时，另一个光子的偏振态会瞬间确定，即使它们之间相距很远的距离。返回搜狐，查看更多