去年8月,自從我國發布世界第一顆量子衛星成功發射的消息后,在包括我國科普網站在內的網絡上就量子問題引起了廣泛的討論,延伸到量子熱學、量子信息、量子信號、量子通信、量子計算、量子存儲、量子雷達、量子網絡和量子電磁波等一系列與量子相關的技術和概念。 在上述大量的討論中,我覺得往往沒有對量子本身的概念進行明確清晰的描述,關于量子技術的討論中的一些相關概念也無法清晰地討論或引起很多爭論。 本文試圖對量子本身的基本概念進行分析和分析。
關于量子的定義,百度和360百科都有類似的說法:
“如果一個數學量有最小單位且不能連續劃分,則稱該數學量是量子化的,最小單位稱為量子”
這個定義中的數學量應該是指物質的能量、質量、動量等化學性質。“具有最小單位而不連續劃分”的數學量仍然是物質的一種特殊性質。 例如,我們知道光學材料發光是因為光源在基態有不連續的電子躍遷,發出能量最小的一塊。 單位光子是相干結合的,所以合成光的能量是每個光子能量的整數倍,具有能量不連續的量子特性,光子常被稱為光量子。 這里形成一個問題,如果按照定義:量子是化學量不可連續整除的最小單位,它應該是光子的最小能量而不是光子本身。
我們從哲學的角度分析了物質和物質屬性的嚴格區分:物質是相對于意識的客觀存在,包括大宇宙中的宇宙天體和月球上由各種物理元素組成的物體,以及宇宙中的各種物理粒子。電子、中子、質子等微觀世界,以及各種無靜質量的電磁波、光、引力場; 物質屬性就是以千百種方式區分不同物質的特征,比如人。 人的不同屬性,如信仰,用來區分不同的特定人。 人的屬性似乎不是同一個概念。 如果說光量子是指光子所擁有的最小能量,那么它就是光子的一種物質屬性。 如果是指光子本身量子是什么單位物理概念還是物質,量子也是一種粒子物質。 這兩個概念其實是不一樣的。 那么,量子到底是化學量不可分的最小單位量子是什么單位物理概念還是物質,還是具有化學量不可分特性的粒子物質? 好像不可能曖昧啊! 根據量子熱、量子通信、量子估計等量子技術實際應用中使用的量子概念,量子也應該是具有化學量不連續劃分特性的粒子,可以稱之為量子化。 特征。 量子熱學是研究量子(粒子)之間的相互作用,而量子通信是研究量子(粒子)狀態變化所攜帶的信息的傳輸。
除了上述量子的基本概念外,在大量量子應用技術的討論中,似乎還有一些與量子相關的概念需要進一步厘清和闡述:
(1)量子是否只存在于微觀世界的各種微觀粒子中,是否有可能在宏觀世界中個體物體具有量子特性?
(2)微觀世界中的所有粒子都具有量子特性嗎,都是量子的嗎? 有沒有例外? 為什么?
(3)微觀世界粒子的各種化學量,如能量、質量、動量等是否具有不可分的量子特性,如何否定?
(4) 在光、場、波、力等沒有靜質量的物質存在中,我們已經否定了光子的量子特性和波粒二象性。 電磁波、引力波等其他東西是否也具有量子特性和波粒特性? 二元性? 怎么否認呢?
很多問題確實不懂,歡迎相關專家指教,與廣大網友共同探討! (倪鵬云)