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袁岚峰5天前
量子不是粒子,更不是不可分割的最小粒子 近年来,“量子”(quantum)成了最热的科技术语之一。然而在量子大热的同时,大多数人对它的理解是一团模糊。最容易产生的想法是:我听说过电子(electron)、质子(proton)、中子(neutron)等粒子,那么量子也是一种粒子喽?然后很多人立刻就会来问我:它跟电子、质子、中子相比是大是小? 每当有人这么来问我,我都会立刻告诉他们,这种想法是完全错误的,量子并不是一种粒子。如果你理解这一点,你的知识水平就超过了90%的人。 那么量子究竟是什么呢?对它的正确理解可以分为两层:一,“量子化”(quantized)指的是不连续(discontinuous)的变化,即离散(discrete)变化;二,有个物理学理论叫做量子力学(quantum mechanics),量子科技指的是以量子力学为基础的科技。下面我们来解释一下。 首先,“量子化”这个词其实比“量子”容易理解。如果某个东西只能不连续地变化,也就是说离散地、跳跃地、台阶式地变化,我们就说它是量子化的。如果一个东西是量子化的,我们就把它的最小单元称为量子。所以对量子的准确定义是:离散变化的最小单元。 仔细来想想这话是什么意思。有什么东西只能不连续地变化?这样的例子其实有很多。例如前边我们已经提到了“台阶式的”,上台阶就是个明显的例子。上台阶的时候,你只能上一个台阶、两个台阶、三个台阶,而不可能上半个台阶。这就是量子化,上台阶时一个台阶就是一个量子。 又如统计人数,一个房间里有多少人?可能有一个人、两个人、三个人,但不可能出现半个人。这也是量子化,统计人数时一个人就是一个量子。 又如电影院的座位,你可能坐在5号座或6号座,但不可能坐在5.5号座,——因为不存在这个座位。这也是量子化,这时一个座位就是一个量子。 有人可能会问了,哈利·波特去霍格维茨魔法学校为什么走的是“九又四分之三月台”?——这正说明它是虚构作品嘛! 以上举的都是宏观世界的例子,而在微观世界,量子化就更加常见。实际上,量子化正是微观世界的一大本质。#知识前沿派对 #量子 #粒子 #量子化 #量子力学
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