量子不是物质

量子是现代物理学的重要概念。最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”。

量子是数学概念，用来描述光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的能量特性。量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元，一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。例如，“光的量子”（光子）是一定频率的光的基本能量单位。

量子这个数学概念的意思究竟是什么呢？就是“离散变化的最小单元”，量子不是物质，是能表示物质特性的物质最小单元的统称。表示水特性的水分子可以是量子，表示氢特性的氢原子可以是量子，氧原子同样也可以作为量子。“离散变化”同样是数学概念，与“离散变化”相对的叫做“连续变化”。用宏观世界里的例子来比喻，当你在一段平路上，你可以走到1米的位置，也可以走到1.1米的位置，也可以走到1.11米的位置，如此等等，中间任何一个距离都可以走到，这就是“连续变化”。但当你上台阶时，只能上一个台阶、两个台阶，而不能上半个台阶、1/3 个台阶，没有中间过程，这就是“离散变化”。对于上台阶来说，一个台阶就是一个量子。如果某个东西只能离散变化，我们就说它是“量子化”的。

量子化现象主要表现在微观物理世界。量子化指其物理量的数值是离散的，而不是连续地任意取值。而粒子是物质概念，我们都知道物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又是由原子核与电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，等等。量子跟原子、电子根本不能比较大小。就像“5”是一个数字，“3个苹果”是指实物，你问“5”和“3个苹果”哪个大，这让人怎么回答？正确的回答只能是：它们不是同一范畴的概念，无法比较。

物理学的研究从宏观发展到微观，延伸出了量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。宏观和微观不同，物质性能表现不同，物质世界的宏观是连续的，微观是离散的。离散变化是微观世界的一个本质特征。微观世界中的离散变化包括两类，一类是物质组成的离散变化，一类是物理量的离散变化。发现离散变化是微观世界的一个本质特征后，科学家创立了描述微观世界的物理学理论，称作“量子力学”。量子力学出现后，人们把传统的牛顿力学称为“经典力学”。