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量子究竟是什么?

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量子究竟是什么?

雪花又一年 2018-05-03 14:54:00 浏览168 评论0

摘要:   量子是比原子、电子更小的粒子吗?     看到“量子”这个词,也许你会把它理解成一种比原子、电子更小的粒子。   “量子”是一个数学概念,即“离散变化的最小单元”。简单说来,“量子”是一个统称,是电子、光子之类的亚原子粒子的统称(在相对论看来,物质和能量等效,一个电子可以看作是一个能量包,即一个能量子,简称量子)。

  量子是比原子、电子更小的粒子吗?

 


  看到“量子”这个词,也许你会把它理解成一种比原子、电子更小的粒子。


  “量子”是一个数学概念,即“离散变化的最小单元”。简单说来,“量子”是一个统称,是电子、光子之类的亚原子粒子的统称(在相对论看来,物质和能量等效,一个电子可以看作是一个能量包,即一个能量子,简称量子)。比如“水果”,就是桃子、石榴或苹果之类的统称。如果我说“水果比桃子好吃”,或者说“水果比苹果小”,你一定会觉得荒唐。


  什么叫“离散变化”?


  能量子的传播是一份一份的,不存在半个光子或半个电子。正如在日常生活之中,要统计一个家庭有几口人,不能出现两个半个或三个半人口的家庭;你回家要上台阶,只能一步上一个台阶,而不能上半个台阶或三分之一 个台阶。对于统计人数来说,一个人就是一个量子;对于上台阶来说,一个台阶就是一个量子。

       

  “离散变化”,可以简单理解为“一份一份地变化”。如果某个东西只能离散变化,我们就说它是“量子化”的。


  “离散变化”与“连续变化”相反。“连续变化”就是不会中断的变化。例如一个人在路上骑车,车轮可以滚过1米的位置,也可以滚过1.1米的位置,也可以滚过1.11米的位置……中间任何一个点都可以经过,且必须都要经过,这就是“连续变化”。


       

  离散变化是微观世界最本质的、最普遍的基本特征。


  科学家对“离散变化的微观世界”做了准确描述,从而创立了“量子力学”。


  人们把描述微观世界的力学叫“量子力学”,把描述宏观世界的牛顿力学叫“经典力学”。

  

  量子力学起源于1900年,创始人是德国科学家普朗克(Max Planck)。


  普朗克在研究“黑体辐射”问题时,发现必须把辐射携带的能量当作离散变化的,才能推出跟实验一致的公式。但普朗克一直不敢相信电磁波是不连续的,是一份一份地传播的,他坚称自己只是根据实验事实做数学反推运算得出的结果。可是不管怎么样,“量子潘多拉魔盒”被他打开,再也关不上了。里面跳出了电脑、手机之类的天使,也蹦出了原子弹之类的魔鬼。


原文发布时间为:2017-12-11
本文作者:量子君
本文来源:量子科学,如需转载请联系原作者。

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