“量子”到底是什么东西？这篇科普文告诉你！

上个世纪是人类科学技术突飞猛进的时代。具体到物理上，人类建立个两大科学支柱，一个是爱因斯坦那著名的相对论，另一个便是由众多科学家一起努力而筑建的量子力学！

或许，你认为量子力学距离你的生活很遥远，但这只不过是你的误解而已！事实上，我们如今所应用的所有科技产品几乎都涵盖了量子力学。在现代，量子力学的应用程度远远大于相对论。因为我们通常认为相对论是爱因斯坦一个人的成果，所以，个人英雄主义的光辉形象就会让相对论深刻的扎根在人们的脑海中，也就导致了相对论的知名度大于量子力学。但事实上，量子力学在目前的科学应用方面远大于相对论。 相对论效应更多的是在接近光速的情况下很实用，但是我们生活却远远小于光速。

量子力学是研究微观世界的一门科学理论。这么说吧，世间万物都是由基本的原子，电子等基本粒子构成。你或许经常听说，电子，原子，质子，中子等等粒子。那些粒子就是构成我们宏观世界的最基本粒子。你或许听到“量子”二字几乎都是和量子力学，量子通信，或者量子纠缠连在一起的。但是“量子”到底是什么东西？它比电子，原子还小吗？

其实量子只是一个物理概念而已，并不是具体的实在粒子。我们知道电磁波的传播子就是光子，所以光子也就是电磁波的量子，也就是光量子，简称光子。因为我们知道，光子是构成电磁波的最基本的单位，所以就是量子的。其实任何物质都是由一个最基本，不可再分的单位构成，而这个最基本的单位就是这个物质的量子。

量子概念的提出很有意思，一开始普朗克发现了黑体辐射的不连续性不能通过经典力学来解释。通俗一点说，就是一个完全黑的东西，这个完全黑的东西会吸收一切光线。但是科学家发现，光被黑体吸收不是连续的。因为人们一开始不知道光是由光子构成的，所以黑体吸收光线应该是连续的。但是实验数据却表明，黑体吸收光线是一份一份的，并不是连续的。之后的爱因斯坦推广了量子化概念，认为一束光是一个个光子构成的，并且一份份的被黑体吸收。爱因斯坦继承了普朗克的量子概念，并成功解释了光电效应。 所以我们可以发现，光子这种东西就是光的量子。

黑体吸收光线之所以不是连续的，是因为光子是一个个具体的实在粒子，所以它们会一份份的被黑体吸收。黑体辐射的不连续性，就体现在光是由光量子（光子）构成了。正是因为光子是一个个粒子，所以它们被黑体吸收只能一个个挨着来，所以就不是连续的了！

其实水分子也可以叫做是水的量子，因为水是由水分子这个基本单位构成的。但是我们一般常认为是量子的东西是光子，这是不仅因为光子在现代科学的重要性，更由于前辈们最早提出量子的概念是通过思考光的本质而得来的！

原文发布时间为：2017.09.09
本文作者：科学认识论
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