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量子不是一种粒子天海翼步兵✿◈,而是一种性质✿◈。具体而言✿◈,当一种事物是不连续变化的天海翼步兵✿◈,我们就说这种事物是量子化的✿◈,把它的最小单元称为量子✿◈。例如✿◈,在日常生活中常见的上台阶✿◈,我们只能上一个台阶天海翼步兵✿◈、两个台阶✿◈,而不能上半个台阶✿◈。
量子化是微观世界的本质特征✿◈。在宏观世界里连续变化是大多数✿◈,但在微观世界里✿◈,不连续变化才是默认值✿◈。
例如✿◈,光是由一个个光子组成的✿◈,可以有一个光子✿◈、两个光子✿◈,但不可能有半个光子✿◈。原子中电子的能量只能取某些特定的值✿◈,不能连续变化✿◈,所以这些可取的能量值叫作能级✿◈。此外九游(中国大陆)娱乐九游(中国大陆)娱乐✿◈,粒子的电荷✿◈、角动量天海翼步兵✿◈、磁矩等物理量✿◈,在大多数情况下也都是量子化的✿◈。
因此✿◈,描述微观世界物理规律的科学就叫作量子力学✿◈。这是由德国物理学家普朗克在1900年开创的✿◈,后来经过爱因斯坦✿◈、德布罗意✿◈、海森堡✿◈、薛定谔✿◈、狄拉克等许多科学家的努力九游(中国大陆)娱乐✿◈,成为物理学的两大基础理论之一✿◈。
世界上✿◈,几乎找不到与量子力学无关的地方✿◈。世界的存在✿◈,即原子的稳定性天海翼步兵✿◈。观察原子结构可以发现✿◈,原子是由带正电的原子核与带负电的电子组成的✿◈。电子为什么不落到原子核上去?实际上✿◈,按照传统的物理学✿◈,电子必然会落到原子核上✿◈,如果这样九游(中国大陆)娱乐✿◈,原子就不可能稳定存在✿◈,我们所知的世界也就不可能存在天海翼步兵✿◈。量子力学“拯救”了原子✿◈,量子力学决定了原子中电子的能级有个最小值✿◈,电子最低只能在这个能级上✿◈,不能再往下掉✿◈。因此✿◈,电子不会落到原子核上✿◈。
除此以外✿◈,量子力学还解释了物质所有的微观宏观性质✿◈,如硬度✿◈、磁性✿◈、导电性✿◈,由此催生了大量现代信息技术天海翼步兵✿◈,如激光✿◈、核能✿◈、半导体✿◈、发光二极管✿◈。计算机✿◈、手机等的出现都与此相关✿◈。
这是因为近年来量子科技有了全新的内涵✿◈。20世纪80年代以来✿◈,科学家们开始主动调控和操纵单个粒子✿◈,充分挖掘它们的量子特性✿◈。例如粒子状态的远程传送✿◈、不可破译的信息传输✿◈、前所未有的计算能力和测量能力等✿◈。这就是新兴的量子信息科学✿◈,被称为第二次量子革命✿◈。具体而言✿◈,它分为量子通信✿◈、量子计算✿◈、量子精密测量三大部分✿◈。
说到量子通信九游(中国大陆)娱乐✿◈,中国走在世界前列✿◈。例如✿◈,2016年发射的“墨子号”量子科学实验卫星✿◈,是世界首创✿◈;量子计算是目前全世界最热门的科研领域之一✿◈,我国科学家研发的“九章”系列量子计算原型机✿◈,在光量子计算方面国际领先✿◈;量子精密测量离大家的生活最近✿◈,例如卫星导航✿◈,其中的核心技术就是原子钟——人类目前最精确的计时装置✿◈,是一种典型的量子精密测量技术✿◈。
虽然目前产业规模还不是很大✿◈,但量子科技拥有广阔的发展空间✿◈。或许✿◈,当将来的人看到我们还没有大规模使用量子通信✿◈、量子计算机✿◈,就会像我们现在看到没有学会用电的古人一样✿◈。跨越百年的量子科技✿◈,还将源源不断创造更多惊喜✿◈。