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量子究竟是什么？

摘要: 今年8月，我國(guó)發(fā)布成功發(fā)射世界上第一顆量子衛(wèi)星的新聞以來，引發(fā)網(wǎng)絡(luò)包括我們科學(xué)網(wǎng)上對(duì)量子問題進(jìn)行了廣泛的討論，并引伸出量子力學(xué)、量子信息、量子信號(hào)、量子通信、量子計(jì)算、量子存儲(chǔ)、量子雷達(dá)、量子網(wǎng)絡(luò)和量 ...
今年8月，我國(guó)發(fā)布成功發(fā)射世界上第一顆量子衛(wèi)星的新聞以來，引發(fā)網(wǎng)絡(luò)包括我們科學(xué)網(wǎng)上對(duì)量子問題進(jìn)行了廣泛的討論，并引伸出量子力學(xué)、量子信息、量子信號(hào)、量子通信、量子計(jì)算、量子存儲(chǔ)、量子雷達(dá)、量子網(wǎng)絡(luò)和量子電磁波等一系列與量子有關(guān)的技術(shù)與概念。在上述大量討論中，感覺對(duì)量子本身概念往往沒有一個(gè)明確、清晰的表述，而使有關(guān)量子技術(shù)的討論中也有一些相關(guān)概念難以討論清楚或引起許多爭(zhēng)論。本文試圖對(duì)量子本身基本概念問題做一些分析與探討。

   關(guān)于量子的定義，百度與360百科都有一個(gè)相似的說法：

   “一個(gè)物理量如果有最小的單元而不可連續(xù)的分割，就說這個(gè)物理量是量子化的，并把最小的單元稱為量子”

   這一定義中的物理量應(yīng)該是指一種物質(zhì)的物理屬性如能量、質(zhì)量、動(dòng)量等。具有“有最小的單元而不可連續(xù)的分割” 的物理量仍然是一種物質(zhì)的特殊屬性，如我們己知光材料發(fā)光是由于光源具有不連續(xù)能級(jí)的電子躍遷，發(fā)出一份一份具有最小能量單元的光子相干組合而成，所以合成光的能量是每一個(gè)光子能量的整倍數(shù)，具有不連續(xù)能量的量子特性，光子也常被稱為光量子。這里就產(chǎn)生一個(gè)問題，如果按定義所說：量子是具有不可連續(xù)分割物理量的最小單元，那就應(yīng)是一個(gè)光子的最小能量而不是光子本身。

   我們?cè)鴱恼軐W(xué)觀點(diǎn)分析過物質(zhì)與物質(zhì)屬性的嚴(yán)格區(qū)別：物質(zhì)是相對(duì)于意識(shí)以外的客觀存在，包括宏觀世界的宇宙天體與地球上各種化學(xué)元素構(gòu)成的物體、微觀世界的各種實(shí)體粒子如電子、中子、質(zhì)子等以及各種沒有靜質(zhì)量的電磁波、光、引力場(chǎng)等；物質(zhì)屬性剛是區(qū)別不同物質(zhì)千差萬別的特性，如人是一種客觀物質(zhì)存在，通過人的年齡、性別、面貌、信仰等人的不同屬性來區(qū)別不同的具體人。人與人的屬性顯然不是同一概念。光量子如果是指光子所具有的最小能量，則是光子的一種物質(zhì)屬性，如果是指光子本身，則量子也是一種粒子性物質(zhì)存在，兩者概念顯然是不同的。所以，量子究竟是具有不可連續(xù)分割物理量的最小單元還是具有物理量不可連續(xù)分割特性的粒子物質(zhì)？似不能含混！根據(jù)在量子力學(xué)和量子通信、量子計(jì)算等實(shí)際量子技術(shù)應(yīng)用中所使用的量子概念來分析，量子還應(yīng)是具有物理量不可連續(xù)分割特性的粒子，物理量不可連續(xù)分割特性可稱為量子化的特性。量子力學(xué)是研究量子（粒子）之間的相互作用，量子通信是研究量子（粒子）狀態(tài)變化承載信息的傳輸。

   除了上述有關(guān)量子基本概念問題以外，在大量量子應(yīng)用技術(shù)討論中似也還有以下一些有關(guān)量子的概念需進(jìn)一步澄清與探討：

   （1）量子是否僅在微觀世界的各種微觀粒子中才存在，宏觀世界中是否也可能在某些物體中具有量子特性？

   （2）在微觀世界中是否所有粒子都具有量子特性，都是量子？有沒有例外？為什么？

   （3）在微觀世界中的粒子的各種物理量如能量、質(zhì)量、動(dòng)量等是否都具有不可連續(xù)分割的量子特性，如何證實(shí)？

   （4）在不具有靜質(zhì)量的光、場(chǎng)、波、力等物質(zhì)存在體中，我們已經(jīng)證實(shí)了光子的量子特性和波粒二重性，其他如電磁波、引力波等是否也具有量子特性與波粒二重性？如何證實(shí)？

   許多問題我也確實(shí)不大清楚，歡迎有關(guān)專家指教，廣大網(wǎng)友共同討論�。啭i云）

量子究竟是什么？  |  責(zé)任編輯：蟲子
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