中国量子技术已领先世界，爱因斯坦研究量子时，曾被批是迷失了方向

最近，中国在量子技术上已经领先世界，中科大学潘建伟团队在量子通信的基础研究中保持一线位置，在量子隐形传态、量子纠缠分发和量子密钥分发等方面的研究不断被顶级期刊报道，第一颗量子科学试验卫星“墨子”的发射更是领跑全球。

那么究竟什么是量子，量子到底有什么魔力。

一、普朗克量子假说

普朗克（M.Planck ,1858~1947)，德国物理学家，量子论奠基人， 1918年诺贝尔物理学奖获得者。

1900年，他在黑体辐射研究中引入能量量子，即普朗克量子假说——电磁辐射的能量交换只能是量子化的：

对一定频率的电磁波，物体只能以 hv为单位吸收或发射它，即吸收或发射电磁波只能以“量子”方式进行，每一份能量叫一个能量子。

普朗克在解释黑体辐射时假定，电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数. 即：物质能量交换是量子化的。

普朗克第一次把能量的不连续性，引入人对自然过程的进一步的认识，对20世纪20年代量子理论的进一步发展起了主要作用。

普朗克提出量子论时，已经是个中年大叔了，但他年轻时也曾是小鲜肉，擅长琴棋书画，大学专业选择时，在音乐和物理之间选择了物理，于是世上多了个秃顶物理大叔，少了个俊雅的音乐家。

普朗克亲手释放除了量子这个精灵，但他自己在量子和经典理论的使用上徘徊——用量子假设成功解释了黑体辐射，但又后悔，想取消量子假设。

二、爱因斯坦量子假说

1905年，是物理学史上神奇的一年，爱因斯坦的五篇文章改变整个世界。其中正是光量子和光电效应让老爱获得1921年诺贝尔物理学奖。

爱因斯坦认真对待“量子”这一革命性的观念，1905年明确地提出了光量子的概念。

他认为光和原子、电子一样也具有粒子性，光就是以光速C运动着的粒子流，这种粒子叫光量子。同普朗克的能量子一样，每个光量子的能量也是E＝hv，根据相对论的质能关系式，每个光子的动量为p＝E/c＝h/λ。光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性。

最初人们对爱因斯坦理论的看法是走错了方向，光量子理论没人重视，甚至到了1913年，德国最著名的四位物理学家(包括普朗克自身在内)在一封信中还把爱因斯坦的光量子概念说成是“迷失了方向”。

1916年密立根通过十年的光电效应实验，证实了爱因斯坦光电方程的正确性，但他还是要说，尽管爱因斯坦的公式是成功的，但其理论是站不住脚的。后来康普顿效应实验完全证实了爱因斯坦的正确性，光量子论终于得到普遍认同，爱因斯坦也因为光量子和光电效应获得1921年诺贝尔物理学奖。

所以量子的发现和被人们接受的过程是曲折的，十几年间，量子成了弃儿，连提出量子论的普朗克都对它怀疑，唯有爱因斯坦坚定的支持和发展了光量子。当然，这时候玻尔还没有出现，玻尔的原子量子态模型，会在后面时间接续给经典物理以冲击，我们后面再讲。

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