俺的336的貓

什麼是量子，簡單地說就是在當前技術條件下可計量（測量量）的最小值計算依託粒子。

推論到極限端時會出現悖論。

雅安李光傑

以通俗的方式來說，“量子”最早是普朗克提出的能量最小單位，意味著不可再分。能量的輻射與吸收都必須以此為整數倍，才能釋放或傳遞。

後來愛因斯坦以普朗克的量子思想，總結前人對光的波粒之爭，提出了光量子，即“波粒二象性”。再後來德布羅意把“波粒二象性”拓展到了實物粒子，即所有物質在微觀尺度上都具有“波粒二象性”。

至此，量子的概念開始涉及萬事萬物，如今量子更像是一種類別概念，就像“馬”的概念一樣，汗血寶馬、短腿馬、純血馬……都是馬。所以分子、原子、電子都可以是量子，只要它滿足“波粒二象性”，而決定這個的是尺度和環境條件。

因此，我們現在說的很多量子，應該是“量子效應”。電子因為足夠小，所以必定有量子效應，而不同種類的原子和分子有尺度的差別，一些小的或在不同的環境條件下也可以表現出量子效應。

“波粒二象性”導致了量子的不確定性，薛定諤最早為此寫出了數學表達式——薛定諤方程，基於此眾多量子學家發展出了正統的“哥本哈根詮釋”，建立起了量子力學。

說白了，就是以“量子”為基礎研究萬事萬物的運動規律，而這以研究就發現了其與相對論難以迴避的矛盾，更準確地說，是與我們觀察到的引力現象的矛盾。從此物理學領域，有了兩套解釋宇宙的基礎理論機制：微觀的量子力學和宏觀的相對論。

看似確定的宏觀世界，卻源於不確定的微觀世界，說明什麼？

1908年，龐加萊在《科學與方法》中如是說道。

有時初始條件的差異，將造成最終現象的極大改變，前者的小誤差會造成後者極大的錯誤，預測將成為不可能的事，我們面對的都是偶發現象。

想法捕手

黑體輻射

實際上，某種程度來說“量子”本身的含義，遠不及它帶來的革命重要。不過，在說這些之前，我們可以先來了解一下，“量子”是咋來的。

科學家發現，只要是溫度高於絕度零度的物體都會發出輻射，這種輻射是以“電磁波”的形式發出來的。比如：人體就在時時刻刻向外輻射電磁波，之所以我們看不到，是因為這種電磁波不是可見光區域內的電磁波。

那這種現象為什麼引發物理學革命呢？實際上，當時的科學家是在研究工業上使用的電燈泡的輻射問題（不要驚訝，當時剛第二次工業達到頂峰），它們管這個問題叫做：黑體輻射。黑體輻射具體是什麼意思，在這裡就不過多闡述了，因為講了並沒有太大的意義。科學家通過統計發現：

並且得到了下面這樣一張圖表。

接下來要做的事情，其實也就很“簡單”的，說白了就是用方程解釋一下這個曲線就可以了。本來對科學家來說極其簡單的事情。但是硬是弄不出個結果來，很多當時的大神都在這上面栽了跟頭。

如果我們注意看曲線，就會發現這曲線好像是分段的，有個最高點。當時的科學家有的人能用方程描述前半段，後半段就失靈了；也有的人能描述後半段，前半段就不好使了。那問題到底出現在哪裡呢？

量子力學

這個時候有個叫做普朗克的科學家，他就不信邪，也來研究這個問題。結果，他也被整懵了。

在當時，德國是全世界的學術中心，有很多大牛。其中有個叫做玻爾茲曼的天才，他可以被認為統計力學的宗師級人物。他一直在和其他科學家為“光到底是波還是粒子”吵得不可開交，當時的主流觀點認為“光是一種波”，在物理學史上能和牛頓、愛因斯坦齊名的麥克斯韋就這麼看的。而玻爾茲曼覺得不應該是這樣，他堅持“光的粒子說”。

他就跟普朗克說，你們總是假設電磁波是連續的（也就是光是一種波），這肯定算不出來的，你試試看用不連續的方法來算（也就是光是一種粒子），一定可以。（PS：這段話是我自己想象的，不是真實歷史，但真實的歷史中，玻爾茲曼確實給了普朗克相關方面的啟示）

於是，普朗克提出了一種“量子”假設：

基於這樣的假設，普朗克很快就得到了著名的普朗克定律：

用這個定律就可以很好地描述之前那個奇怪的變化曲線。不過，觀念總是根深蒂固的，普朗克雖然通過這個發現獲得了諾貝爾獎，但他始終都對這個理論無力接受，不僅是他，後來在這個領域做出傑出貢獻的愛因斯坦，薛定諤等偉大科學家都挺不能接受的。

“量子”顛覆了什麼？

為什麼這麼多科學家都無法接受呢？

這是因為這個理論指出了一個“事實”，

時間和距離都是如此，因此就有了最小的時間間隔：10^-43秒；最小的可測距離：1.6x10^（-35）米。前者被稱為普朗克事件，後者被稱為普朗克距離。

意思是，時間的變化並不是連續的，同樣的距離的變化也不是連續。說到這裡，你或許還是不能理解，我們可以舉個例子，還拿時間來說事。原本我們的觀念裡認為，時間從1秒到2秒，1秒到2秒，中間可能要度過1.000000000000000……1秒，也就是說時間可以無限切下去，本質上是連續的。但“量子”理論認為，這不是可以無限切下的，而是存在一個變化的最小單位，也就是10^-43秒，時間的變化最小也是這個量，沒辦法比它再小了。所以，它顛覆的是“變化是連續”的世界觀。

量子和粒子

量子和各種粒子有相同也有不同，首先，它們都是最小的單位，其次，它們不同的是，前者是變化的最小單位，而後者是物質粒子的基本單位（這裡指的是費米子和玻色子）。原子等例子描述的其實構成物質的基本單位，並且它們如何組合到一起。按照現在主流的理論，也就是粒子物理標準模型。這個模型中的粒子也就是構成物質的基本粒子。

所以，量子和粒子是不同的兩個物理概念。

鍾銘聊科學

量子的含義

量子，顧名思義，就是可以指可以量化的不可分割的粒子。比如光子，就可以叫做光量子。但其實現代關於量子的使用，更去向於形容某種物理量是可量化的，或者說某種物質的尺寸極小。比如我們說原子中電子軌道是量子化的，就是說電子軌道是量化的，只能夠取特定的軌道。再比如說原子核的自選也是量子化的，也是說其自選只能夠取一些特定的值，是不連續的。

總之，量子就是說某種物理量是不連續的，只能夠量化取特定值的；或者就是形容材料尺寸小，處於納米級。

量子於分子、原子、電子的關係

從上面的解釋也可以知道，量子和分子、原子、電子屬於不同的概念。分子、原子、電子，就是明確指的某種粒子，是完全的屬於名詞。而量子，既可以是名詞，也可以是形容詞，或者動詞。它的內容隨著使用的環境不同而不同。

量子不是分子也不是原子更不是電子，它就是一個概念，一個有別於經典物理學的新概念。

科學探秘頻道

說的簡單一點兒“量子”指的就是：“一個不可以再繼續分割的基本單位。”

理解了這句話之後，我們就會明顯地發現分子、原子、電子它們都不是量子，因為它們是可分的！

分子

分子是由原子構成的，因此分子可分，分子很明顯就不可能是量子；

原子

原子是由原子核和核外電子構成的，而原子核是由質子和中子構成的，原子也可分，原子也不可能是量子；

電子

理論上認為電子可再分為空穴子、自旋子和軌道子，但是目前只是處於觀測階段，不能獨立存在於材料之外。不過這已經夠了，說明了電子也是可以再分割的個體，因而電子也不是量子！

那到底什麼是量子呢？

舉個簡單的例子：就跟我們調查人口數量一樣，我們說某城市常住人口有多少人、或者說哪一個國家的人口總數是多少時，都默認了一個客觀事實，那就是人口數目其實是有一個最小單位的，這個最小的單位就是“1”，我們在說任何一個城市的常住人口數或者說哪個國家的人口總數時，都理所應當的認為這個數目只會是人口數的最小單位“1”的整數倍，不可能出現小數，因為人是不可以被分開的！

其實量子也是一樣的道理，只不過把上例中的人數轉換成物理量就可以了。也就是說，如果一個物理量存在小到不能再分割的基本單位《比如上例中：人數的基本單位“1”就是不可再分的》，我們就可以認為這個物理量是量子化的，並把這個物理量的最小單位稱為——量子。

比如說：

普朗克的能量量子化假設

1900年，普朗克在研究黑體輻射實驗規律時首次提出了量子化假設：他認為帶電粒子的能量只能是某一個最小能量值ε=6.62607004 × 10^-34 m² Js的整數倍，而且帶電微粒在吸收或者輻射能量時，也是以這個最小的單位一份一份的吸收或者輻射的，這個能量的最小的單位就稱為能量子！

根據這個假設推導出的普朗克公式。非常符合黑體輻射實驗的光譜能量分佈規律，成功地解決了科學家們在研究黑體輻射現象過程中遇到的難題。而這個能量不連續的觀念為科學家們打開了認識光的粒子性的大門，奠定了量子力學的基礎，普朗克也因此獲得了1918年諾貝爾物理學獎！

愛因斯坦的光量子假說

1905年，愛因斯坦在解釋光電效應時提出了在吸收和發射光時，能量也是一份一份的，光本身也是由一個一個不可分割的能量子組成的，這些能量子叫做光子，光子的能量取決於其頻率，這也就解釋了為什麼連微弱的紫光都能激發出電子，而強烈的紅光反而不能激發出電子的原因，解釋了光的粒子性，愛因斯坦也因此獲得了1921年諾貝爾物理學獎！

根據這個定義，我們發現電荷也應該是量子化的，因為電荷也有一個最小的單位：元電荷e=1.60217656535×10^﹣19c,因此，電荷也是量子化的。

量子跟我們熟知的微觀實物粒子又有什麼關係呢？

量子是一種概念；量子力學是物理學理論；分子、原子和電子是微觀粒子，它們三者的關係是：量子這種概念的提出使物理學家的思維不僅僅侷限於經典物理學，促進了量子力學的誕生，而量子力學正是研究分子、原子、電子、原子核等微觀粒子的運動規律、基本性質、基本結構的理論！

蘋果科學

不少人對量子的概念有誤解，認為量子也像原子那樣是一種微觀粒子，其實並不是那樣的。何為量子？簡單說，如果一個物理量存在不了分割的最小單位，就稱這個物理量是量子化的，最小的單位就是量子，在物理學上量子指不可分割的基本單位！比如光子（光量子）就是光（電磁波）的基本能量單位！

由於量子概念的存在，意味著物理量的數值並不是連續的，而是離散的。比如能量的存在和傳播，就是以光子為單位一份一份傳播的，並不是連續傳播的！

那麼，量子與分析，原子，電子還有光子有什麼關係呢？

可以從空間的本質說起！我們所在的空間就是由基本量子組成的量子空間，空間本身不會什麼都沒有，本質上空間也是一種物質，這種物質就是量子！

而受到激發的量子就會形成能量，通常會以光子的形式出現並向外傳播。比如電子經常會收到激發，在基態和激發態之間來回躍遷，在躍遷的過程中就會形成光子對外傳播或者吸收光子，也就是能量！而由高能量子組成的封閉系統就形成各種基本粒子，比如電子，夸克等！

簡單總結就是，能量的聚合形成物質（質量），物質的離散就形成了能量，而量子空間背景是形成一切的基礎！

當然，電子原子和分子的關係我們都和清楚了，電子中子質子可以形成原子，原子結合可以形成分子！總之，萬事萬物都是由最基本的量子組成，也意味著萬物並不能無限分割下去，無限分割只存在於單純的數學概念中，現實中分割到量子級別就戛然而止，繼續分割就不在有任何意義，當然也不能無限分割下去！

宇宙探索

量子，其實就是“份子”，即一份一份的意思，以整數計量。比如人，是一個一個算，沒有半個人，不會有小數點。再如美元，發行的現金貨幣最小面額是1美元，沒有角分的零錢，所以也是量子化的。“量子”，應看成是一個整體的概念，本來需要造新字（拼音語言的特點就是隨時拼寫新字對應不同的意義，稱為抽象概念的語言優點，漢字不造新字就要用詞組，實際上是疊加出的新字），若非如是觀，分解“量”和“子”去理解就很困惑。古代用特定字對應專用概念也是傳統，如勾、股在幾何上有特定意義非如字的本義，佛學名詞更多此類用法，《笑傲江湖》把琴譜誤以為劍譜也是玩這個梗。

量子被誤會為如原子、電子那樣的粒子，就是這個原因，翻譯不恰當導致。我們說電子是量子化的，不說電子是量子，就能避開這個誤解。電子的量子化，是指它其實沒有固定的形狀，可以變幻莫測，甚至可以分裂成幾部分或一片模糊，如電子雲，但只要它與其他物質發生相互作用，就一定是整份的量，之前不知在哪裡的部分，都會歸於一起，從而測量得到的作用效果，永遠是這個整體一起的效果。什麼遠方糾纏之類，只是一個量子的分部，不能單獨發生作用，一旦要與其他物質作用，就必然合成一體——若這都能破，就不是量子理論。

TonyDeng

能否通俗易懂的解釋什麼是量子？與我們熟知的分子、原子、電子是什麼關係？

關於無限細分的典故有好多個，比如戰國時期的《莊子·天下篇》中描述的：“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”，也有古希臘時期的“芝諾悖論”，還有之諾悖論演繹的“阿喀琉斯追龜辯”，都說明了我們的物質世界都可以無限細分，儘管古人並不知道微觀世界是個如何的樣子，但超前的思想無不令我們佩服，那麼是正確的嗎？

一、紫外災變

十九世紀末科學家已經意識到，物質的表觀溫度與它內部的微觀粒子活動劇烈程度有關，而只要微觀粒子在運動中，那麼就會有宏觀的溫度表現，這種表現將會以電磁輻射方式向周圍發射，比如我們站在一塊燒紅的鋼鐵旁邊，瞬間就會感受到它澎湃的熱量！

如上圖，這塊鋼板因為加熱端在另一側，因此整塊鋼板的溫度分佈是不均的，而這個現象最早在牛頓時代就已經被發現了，因為牛頓用三稜鏡將太陽光分解成了七色，其實完全不止，只不過我們肉眼能看到七色而已。

不過比較可惜的是牛頓並沒有深究七色光分解的單色光的相對亮度有什麼奧妙，一直到200多年後的十九世紀五十年代之後，才有科學家將物體的亮度分佈與頻率分佈圖精確繪製出來。在這個基礎上，1879年和1884年斯洛文尼亞物理學家斯特藩和奧地利物理學家玻爾茲曼獨立發現了熱力學中的著名定律：黑體在單位面積、單位時間內輻射的總能量與內體本身的絕對溫度T的四次方成正比：

在玻爾茲曼這棵大樹下，維恩和瑞麗-金斯分別推出了符合部分波段輻射能量計算的經典公式。

從上圖中我們可以看到維恩公式在短波長輻射上的計算是幾乎是完美的，而瑞利-金斯公式則在長波輻射上計算跟觀測完美匹配的。

但用隨著輻射頻率上升，瑞利-金斯公式的計算結果能量密度迅速上升，最終達到∞大的恐怖結果，顯然這是不可能的。而頻率上升，在可見光趨向紫色光譜甚至紫外，這就是所謂的“紫外災變來歷”

二、普朗克與他的能量子論

普朗克注意到了這兩個經典公式之間的窘境，他從1894年開始研究黑體輻射，一直都想把兩個公式統一起來，推導出黑體輻射的全頻段普適公式。當然我們現在都知道了普朗克將能量“量子化”以後完美的解決了這個問題，使得普朗克成為量子力學的開山鼻祖之一，在這一點上他應該不能忘記上文提出現過那個天才玻爾茲曼的幫助。

普朗克的能量子假設，完美的解決了黑體輻射的問題同時還解決了固體的比熱問題。

普朗克的計算結果與實際結果完美契合，但當時普朗克並沒意識到他已經開創了一個全新的不同於以往的世界，這個世界並不是連續的，而是一份份的！而這個超前的理論一直到數年後才被逐漸接受，並且普朗克因此獲得了1918年的諾貝爾獎。

三、這個一份份的世界，還包括哪些？

這副秒殺現代任何明星普朗克側臉照上的中文標註已經描繪出了世界的真諦，我們這個世界是不連續的，無論是能量、時間還是距離，還有物質，儘管不能無限細分，但至少我們摸到了部分物質世界的盡頭，發現了物質世界最小的磚塊：

以及粘合這些磚塊的水泥

費米子就是物質最小的單元磚塊，玻色子就是粘合這些磚塊的水泥，那麼這麼多最小的分割單元中哪些是量子哪些又不是量子呢？

如果從廣義上來區分，量子就是物理學中物體不可分割的最小部分，但它並不代表某種粒子，準確的說用量子化來描述這個量子會更精確一些，比如前文將黑體輻射的能量量子化，比如時間也可以量子化（普朗克時間，時間的最小單位），長度也可以量子化（普朗克長度，長度的最小單位），甚至電子的自旋也是量子化的。

星辰大海路上的種花家

個人認為，微觀世界的量子性，與宏觀世界的系統性是一樣的、有其共同性，即它們都是一個功能體，具有內部結構，並且以內部結構來維持其內部運動。只不過微觀世界有微觀世界的特性（量子性——波粒二象性、糾纏現象、疊加態等），宏觀世界有其宏觀世界的特性（系統性）。

從功能角度看，宏觀與微觀並沒有嚴格的區別，比如波粒二象性，是微觀粒子的性質，但有的人認為，宏觀物體也存在這種性質，只不過宏觀更趨於粒子性，而波動性太微弱了。宏觀世界可以分為幾層，宏觀物體的系統性有弱有強，一個系統也有大與小，比如人體是一個複雜的高級的系統，星系是一個大的系統，而宇宙最大的系統就是宇宙本身。微觀世界，科學家發展光的發出是一份一份的，而不是連續的，這就對了，我們可以試想一下，假設光是連續的，也就是說光可以無限地分割，那麼，光還有內部結構嗎？沒有內部結構，光還有內部運動嗎？沒有內部運動，違反了辯證唯物主義的“一切物質都是運動”的觀點，光也就不成為物質，即也就不存在了。

假設宇宙中存在最初的統一的原始物質，比如像弦理論所說的，那麼這些弦也是有結構、無時無刻不在運動的。這些弦的不同組合，構成了人類到現在為止所認識的60多種基本粒子。這些基本粒子只是相對於人類的認識程度而言的，並不是客觀的最小、最為基本的粒子。

弦理論，是對的，因為它用物質的運動的觀點來解釋宇宙的本源。弦理論又是初級的，因為它並沒有打破人類固有的思維認識方式，弦相對於人類認識的60幾種基本粒子來說，它是更為微觀物質，而這60幾種基本粒子相對於弦來說，是“宏觀世界”，弦構成這些基本粒子，並不是簡單的堆積，而是有不同的組合機制的，就是說，最為基本的弦，為什麼、是怎樣組合成不同功能的60幾種基本粒子的？

惠舒旅社老闆

下面我就用最通俗的方法給大家介紹一下什麼是量子。

相信大家對家裡用的自來水並不陌生，當我們打開水時就會形成水流，這就是宏觀上的運動。當我們逐漸將水嘴關小的時候就會發現，水流也會逐漸變細，最後形成滴水的斷流。也就是說這時候的水必須滿足一滴水的水量時才會繼續往下滴，而形成往下的流動運動。在微觀世界的運動中，人類也同樣的發現了存在著類似於這種滴水斷流的運動現象，即在微觀世界的運動中，微粒子最後也要滿足一定的量，並以這個量為單位繼續運動。而這個基本的量就是我們平時所說的量子。也就是說所謂的量子，其實很近似於宏觀滴水斷流運動中的水滴。它本身並不是一個獨立的物理學的粒子，它只是微觀運動中的一個最基本的量化單位。

關鍵字: 量子 地說 科學