1.2　量子

什么是“量子”？量子这个词是从拉丁文“quantum”而来的，原意是数量。在物理中，“量子”最早是在1900年由普朗克在处理黑体辐射时引进的，它表示辐射能量的释放和吸收都不是连续的，而是一小份、一小份地进行。普朗克把这每一小份能量称为一个量子，能量值就只能取这个最小能量元的整数倍。量子是现代物理学中非常重要的基本概念，研究表明，不但能量表现出这种不连续的分立化（即量子化）性质，其他的物理量，诸如角动量、自旋、电荷等，也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有着根本的区别，量子化现象主要表现在微观世界。普朗克的量子概念第一次向人们揭示了微观自然过程的非连续本性，或称量子本性。或者说，量子才是这个世界的本质所在，我们所看到的所谓“连续的”世界，其实背后是量子化的。1905年（所谓的物理奇迹年），爱因斯坦提出了光量子的假说，进一步发展了普朗克关于量子的概念。爱因斯坦认为，光波本身是由一个个不连续的、不可分割的能量量子所组成的。利用这一假说，爱因斯坦成功地解释了光电效应的实验事实。其实，能量量子的概念不只是在光波的发射和吸收时才有意义。