說起量子力學(xué)，通常給大家的印象就是：高端、深?yuàn)W，但晦澀難懂，有人說量子力學(xué)的這三種特性是三位一體的，量子力學(xué)因?yàn)楦叨硕願(yuàn)W，因?yàn)樯願(yuàn)W而晦澀難懂，又因?yàn)榛逎y懂導(dǎo)致很多人弄不懂它，所以它又很深?yuàn)W，量子力學(xué)哥本哈根學(xué)派領(lǐng)袖玻爾曾說過這樣一句話：如果你聽到量子理論而沒有感覺惱火，那代表你一定是沒有聽懂，是的，雖然玻爾說的這句話多少有一些調(diào)侃的成分，但也足以說明：如果想要真正搞懂量子力學(xué)是不容易的。

為什么想搞懂量子力學(xué)不是一件容易的事呢？其困難的根本原因就是：在微觀世界中粒子所表現(xiàn)出的特性與長(zhǎng)期生存在宏觀世界之中的我們通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的規(guī)律、經(jīng)驗(yàn)是截然不同的，甚至兩者相互矛盾，所以我們很難使用現(xiàn)有的物理規(guī)律或者宏觀世界的經(jīng)驗(yàn)去生動(dòng)的、圖像化的去理解微觀粒子，如果通過微觀粒子的表象去推導(dǎo)其量子效應(yīng)的本質(zhì)，那么量子糾纏、量子隧穿、粒子自旋這些現(xiàn)象是很難理解，而事實(shí)上，直到如今我們沒有弄懂這些現(xiàn)象背后的運(yùn)作機(jī)制究竟是什么，但如果我們轉(zhuǎn)換一下思維：先去理解量子力學(xué)的特征，再使用這些基本特征去解釋量子效應(yīng)，那么量子力學(xué)就沒有我們想象中的那么難，這篇文章就和大家聊一聊量子力學(xué)的本質(zhì)：量子與量子化。

之前就有讀者曾提問：量子力學(xué)中的量子是什么？眾所周知，熱力學(xué)是研究熱的，流體力學(xué)是研究流體的，如果我們想要理解量子力學(xué)，首先就應(yīng)該明白量子力學(xué)是研究什么的？量子力學(xué)中的量子又是什么？

通俗來講：量子力學(xué)就是研究微觀粒子的，但有違常識(shí)的是：量子力學(xué)中的量子卻并不是指的實(shí)體粒子，量子與我們熟知的電子、質(zhì)子等實(shí)體粒子都不同，更準(zhǔn)確來說：量子并不是粒子，而是一種物理學(xué)家人為定義的物理概念，1900年德國(guó)物理學(xué)家普朗克在研究黑體輻射時(shí)遇到了困境，當(dāng)時(shí)熱力學(xué)輻射公式無法同時(shí)解決物體長(zhǎng)波與短波輻射的問題，所以普朗克在現(xiàn)有理論基礎(chǔ)之上，創(chuàng)造性的使用數(shù)學(xué)方法強(qiáng)行拼湊出了一個(gè)公式，普朗克的這個(gè)輻射公式可以完美解決長(zhǎng)波與短波輻射問題，但這個(gè)公式成立卻需要一個(gè)前提：那就是假設(shè)能量傳遞不是連續(xù)的，而是一段、一段傳遞的，也這意味著能量存在著一個(gè)最小單位，這個(gè)單位就是能量子，即量子。

所以說：量子最早意義就是代表著能量的最小單位，如果物理量是一段、一段傳遞的、由最小單位構(gòu)成的，那么就說明這個(gè)物理量是量子化的。后來，物理學(xué)家將量子化與量子的概念推廣到其他物理量當(dāng)中，例如：時(shí)間、長(zhǎng)度、電荷、角動(dòng)量等等，量子力學(xué)就是在量子與量子化的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的，例如：普朗克的普朗克常數(shù)，愛因斯坦的光電效應(yīng)，玻爾的原子模型，都是在量子化的基礎(chǔ)上建立的。

宏觀世界是連續(xù)的，微觀世界是不連續(xù)的

可能上面的表述還是有一些學(xué)術(shù)，下面給大家舉一個(gè)便于理解的例子：我們可以將我們熟知的宏觀世界比喻成一個(gè)滑梯，如果我們想要從滑梯的頂端運(yùn)動(dòng)到滑梯的底端，我們只需要從頂端順著滑梯滑下來就好，我們滑行的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程是連續(xù)的，如果建立一個(gè)坐標(biāo)系的話，在運(yùn)動(dòng)過程中取任意一個(gè)時(shí)間，都會(huì)有對(duì)應(yīng)一個(gè)位置。

例如：時(shí)間t=1s，位置=1m，時(shí)間t=1.1s，位置=1.1m，時(shí)間t=1.11s，位置=1.11m，……以此類推，在滑行運(yùn)動(dòng)過程中，時(shí)間與位置可以取任意值，有無數(shù)對(duì)應(yīng)，這就表示：宏觀世界是連續(xù)的，是無限可分的。

對(duì)于微觀世界不是連續(xù)的又應(yīng)該如何理解呢？我們可以將微觀世界比喻成一個(gè)樓梯，如果我們想要從樓梯的頂端運(yùn)動(dòng)到樓梯的底端，那么我們就需要一個(gè)、一個(gè)臺(tái)階的從頂端走到底端，如果建立一個(gè)坐標(biāo)系的話，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中我們?nèi)我馊∫粋€(gè)時(shí)間，只能有某些特定的位置與其對(duì)應(yīng)，這個(gè)位置只能取1的整數(shù)倍。

例如：時(shí)間t=1s，位置=1臺(tái)階，時(shí)間t=2s，位置=2臺(tái)階，時(shí)間t=3s，位置=3臺(tái)階，絕對(duì)不可能存在：時(shí)間取任意值之后，位置（臺(tái)階）=1.1、1.5、2.1這種情況，因?yàn)闃翘輿]有1.1、1.5、2.1這種存在形式，只能取1的整數(shù)倍，所以樓梯就是量子化的，一個(gè)、一個(gè)的臺(tái)階就是量子（最小單位），我們可以參考樓梯的例子去理解量子與量子化，所以說：微觀世界是不連續(xù)的，一段、一段組成的。