量子這個數學概念的意思究竟是什麼呢?就是“離散變化的最小單元”。
什麼叫“離散變化”?我們統計人數時,可以有一個人、兩個人,但不可能有半個人、1/3個人。我們上台階時,只能上一個台階、兩個台階,而不能上半個台階、1/3 個台階。這些就是“離散變化”。對於統計人數來說,一個人就是一個量子。對於上台階來說,一個台階就是一個量子。如果某個東西只能離散變化,我們就說它是“量子化”的。
二、什麼是“量子力學”?
量子力學和相對論是二十世紀的兩大科學革命,對人類的世界觀產生了強烈的震撼。但論公眾中的知名度,量子力學似乎比相對論低得多。原因可能在於,相對論主要是由愛因斯坦一個人創立的,孤膽英雄的形象易於記憶和傳播,而量子力學的主要貢獻者有好幾位,沒有一個獨一無二的代言人。愛因斯坦和相對論稱得上婦孺皆知,而聽說過量子力學中的“薛定諤的貓”、“海森堡測不准原理”這些詞的人,已經算是科學發燒友了。
描述微觀世界必須用量子力學,宏觀物質的性質又是由其微觀結構決定的。因此,不僅研究原子、分子、激光這些微觀對象時必須用量子力學,而且研究宏觀物質的導電性、導熱性、硬度、晶體結構、相變等性質時也必須用量子力學。
許多最基本的問題,是量子力學出現後才能回答的。例如:
為什麼原子能保持穩定,例如氫原子中的電子不落到原子核上?(因為氫原子中電子的能量是量子化的,最低只能取-13.6 eV,如果落到原子核上就變成負無窮,低於這個值了。)
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