量子到底是什么

随着科学技术的发展，人们认识到“量子世界”不仅限于微观和单个粒子，某些宏观尺度下的多粒子系统也遵从量子力学规律。例如当原子聚合的温度足够低时，所有处于不同状态的原子，会突然聚集在同一个尽可能低的能量状态上，其行为就像一个“放大”的玻色子，遵从量子力学规律。 我们按物理运动规律的不同，将遵从经典运动规律的那些物质所构成的世界称为“经典世界”，将遵从量子力学规律的那类物质所构成的世界称为“量子世界”。“量子”就是量子世界中物质客体的总称，它既可以是光子、电子、原子、原子核、基本粒子等微观粒子，也可以是BEC、超导体、“薛定谔猫”等宏观尺度下的量子系统，它们的共同特征就是必须遵从量子力学的规律。 经典世界的特点是物体的物理量、状态在某个时刻是完全确定的：晶体管要么导通，要么关闭，完全确定。即经典信息要么是0，要么是1，毫不含糊。但量子世界中，客体的物理量则是不确定的、概率性的，而且这种不确定性与实验技术无关，是量子世界的本质特征，无法消除。这个特征体现在量子力学中重要的量子态叠加原理上。 量子态又称波函数或几率幅，它没有任何经典对应。虽然人们并不喜欢量子世界的这种描述，因为它与我们所熟悉的经典世界截然不同，但一百多年来所有实验都证实了量子力学的所有预言，人们不得不承认这种描述是正确的。事实上，量子力学的所有奇异特性正是源于这个几率幅。当然，近百年来对量子力学争论不休也在于这个几率幅。