E=hv是量子理論的基本方程。很多人都知道大名鼎鼎的愛因斯坦質能方程E=mc2，這個方程打開了潘多拉盒子，釋放出核能這個威力巨大的魔鬼。對于E=hv這個方程，名氣卻沒有E=mc2大，其實E=hv這個魔鬼的威力卻要大得多，給整個物理學界帶來狂風暴雨，動搖了經(jīng)典物理學的根基，這就是普朗克研究了六年的量子理論就基本方程，E是能量。h是普朗克常數(shù)，v是頻率，非常簡潔的方程式，E=mc2還是E=hv的晚輩。愛因斯坦用E=hv這個方程解釋了光電效應，取得諾貝爾獎；波爾利用這個方程解釋了原子模型理論，獲得了諾貝爾獎；德布羅意利用這E=mc2和E=hv兩個方程發(fā)現(xiàn)電子也是一個波，提出了波粒二象性，也獲得了諾貝爾獎。當量子理論不斷被大量的實驗驗證正確性，不斷發(fā)揮巨大威力時，普朗克先生吃驚得目瞪口呆，沒想到自己的方程有這么大的威力，就好像一個農(nóng)夫打開瓶子放出威力強大的魔鬼時，自己被嚇得半死。可以這么說，沒有量子理論，就沒有現(xiàn)代科學技術。
量子理論的基本原理就是能 量不能無限小的連續(xù)傳遞，必須有一個最小的量，就是普朗克常數(shù)h。任何能量的輻射與接收，都必須以h為單位一份份傳遞的，而不能是平滑的連續(xù)傳遞。除了能量以為，還有普朗克時間和普朗克空間，即時間和空間也是不能無限小的，不是完全連續(xù)平滑的，也是有一個最小的量。當然，現(xiàn)代的量子理論內(nèi)容博大精深，還有不確定性原理、互補原理、糾纏原理等等，涉及現(xiàn)代科學的方方面面。
量子理論有很多內(nèi)容都是不可思議難以理解的，可是又被大量實驗驗證正確，量子計算機和量子通信已經(jīng)發(fā)揮強大的威力，激光、超導體和大規(guī)模集成電路更是因此得到普遍應用。最不可思議難以理解的典型現(xiàn)象就是量子糾纏，兩個處于糾纏狀態(tài)的粒子不管距離多遠，都會相互影響，大量的實驗測試證明確實存在這種情況，是愛因斯坦最不能接受的問題。
自從1910年盧瑟福采用α粒子做轟擊實驗發(fā)現(xiàn)原子的結構，提出原子的類似太陽系的行星系統(tǒng)模型后，大家都認為電子就是一個像小球一樣的微粒子在圍繞原子核高速旋轉，現(xiàn)在很多地方還在宣傳這種原子模型?？墒前央娮幼鳛橐粋€微粒子來解釋原子的的理論卻遇到極大的困難，首先是電磁理論認為帶電粒子旋轉一定會產(chǎn)生電磁輻射，結果電子很快就會落入原子核。后來德布羅意利用E=mc2和E=hv這兩個方程導出發(fā)現(xiàn)電子居然是一個波，而且大量的實驗證明電子就是一個實實在在的波，而不是想象中的一個微粒子。本來光線是微粒子還是一個波就已經(jīng)爭論了三百多年，結果連電子也分不清是微粒子還是波了，所以原子的行星系統(tǒng)模型是錯誤的，后來的科普宣傳就不再采用這種行星系統(tǒng)模型了。電子最有名的波動實驗爭論就是雙縫干涉實驗，一個電子會同時通過兩個縫隙產(chǎn)生干涉條紋，對于電子的微粒子模型是無法解釋的，就好像一個人可以同時通過廈門和北京的兩扇門，而且在通過的一瞬間能夠知道有一扇門被關閉，必須從另外一扇門通過，這樣的情況只有用量子理論來解釋。很多實驗表明，電子在通過雙縫時，確實一分為二同時通過。
其實，不管把電子作為一個微粒子還是作為一個波來處理，都很難解釋電子的所有行為，微觀粒子很難用我們宏觀現(xiàn)象來理解。請不要忘記，電子是一個帶電粒子，是有電場的，電場的作用力是遠程的。一個有縫隙的擋板，也是原子構成的，原子里面有電子，也會產(chǎn)生電場。開了縫隙的位置，電場就不同，電子通過縫隙時，電場的作用范圍完全可以覆蓋兩個縫隙的范圍，所以能夠瞬間知道縫隙的打開和關閉。因此，要把電子作為一個場來處理，就很好解釋了。電子場在運動時是會產(chǎn)生波動的，電子場并不是真正的同時穿過兩個縫隙，而是兩個縫隙同時感應到一半強度的電場，縫隙通道中的電子群把這一半強度的電子場傳遞通過縫隙，然后匯合。一個電子不但可以同時通過雙縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，也能夠同時通過三縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，每個縫隙通過三分之一的電場強度。如果對一個縫隙進行測量來確定電子到底通過哪一個縫隙，干涉條紋就立即消失，電子就表現(xiàn)為隨機通過其中一條縫隙，這種情況量子理論用波函數(shù)坍縮來解釋，可是為什么一測量波函數(shù)就會坍縮，卻解釋得很復雜。其實測量電子場的行為就是電場的干擾行為，測量電場強度的最小單位就是一個電子的電量，這樣就一定會影響所有的縫隙電場，所以一旦進行測量，波動干涉現(xiàn)象就會馬上消失。采用電子場來處理雙縫干擾問題，比量子理論的波函數(shù)解釋簡單很多。我們的物質結構都是以電磁作用力為基礎。所以研究物質結構時應該采用電場方式來處理，而不是一個個微粒子，即物質就是一個作用力場，可以稱之為物質場。如果沒有電磁力的作用，我們就很容易穿墻而過，就無法感知世界的存在，我們的世界物質結構也就崩潰。把微觀粒子想象成宏觀世界的微粒子來解釋量子糾纏，結果就是難以理解。
量子理論的不確定性原理，也就是測不準原理，即我們不能同時確定微觀粒子的位置與動量（即速度），因為我們的測量行為對微觀粒子的影響太大了。在量子理論創(chuàng)立之時，對電子位置的測量考慮的是用光線，而能夠測量出電子位置的光線能量卻足以把電子打出九霄云外去?，F(xiàn)代電子科學技術可以采用非常靈敏的電子感應來測量電子的位置，但是測量電場的強度對于一個電子場的影響也是非常大，一定會大大影響電子的動量。不過，有句話叫做雁過留聲，電子場經(jīng)過的地方一定會留下電場感應的痕跡。我們不在電子經(jīng)過時進行測量，但是可以在電子經(jīng)過以后進行測量留下的痕跡，就可以不影響電子行為來測量，關鍵是我們能不能測量出小于一個電子場的電場強度。
那么爭論了三百多年的光線到底是微粒子還是波呢？現(xiàn)在已經(jīng)確定光線也是一種電磁波，可見光只在頻率很窄的范圍?？墒请姶挪ǖ奶匦杂趾茈y解釋光線表現(xiàn)出來的很多種粒子特性。頻率很高的光線是γ射線，會產(chǎn)生正負電子對。一個光子會變成兩個電子，光子比電子大兩倍嗎？光線也是電磁波，產(chǎn)生的電場和磁場都是遠程作用力，所以一個光子也會像電子一樣同時通過兩個縫隙，與電子的過程一個樣，在很多時候也表現(xiàn)為粒子的特性，電磁理論也難以解釋。所以千萬不能把電子和光子想象成現(xiàn)實宏觀世界的微粒子模型，其他基本粒子也是一樣不能想象成現(xiàn)實宏觀世界的微粒子模型。
現(xiàn)代量子理論與其說是物理學理論，還不如說是數(shù)學理論，都是一些數(shù)學方程，很抽象，特別是海森堡的矩陣方程，根本就沒有想象的空間，抽象到極點。最優(yōu)秀的量子理論就是優(yōu)秀的數(shù)學家完成的。
光子是電磁波，電子是實物粒子與電磁波是兩回事。
電子與光子這兩種粒子的根本區(qū)別——光子沒有自旋，電子有自旋。
電子是組成原子的基本粒子，電子有確定的靜止質量，是一種物質實體，速度可以低于光速。
嚴格的說，光粒子是不存在的，它只是一種能量傳播的載體。按照普朗克的理論，一個光子代表著一份能量，光子是沒有靜止質量的，速度永遠是光速。
它們之間可以相互轉化，一個正電子與一個負電子相撞時將湮滅而轉化為一對光子，并伴隨能量釋放，即轉化為電磁場；反之，在核磁場中光子的能量足夠大時，光子也可以轉化為正負電子對。
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