量子是什么有什么作用?

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简单说,量子就是微观物质(分子、原子等)的运动状态或组成物质的微观粒子(夸克-胶子的彩色泡沫)的一种量化描述。 作用嘛,量子的作用大着呢。从宏观的激光,到微观的原子钟,量子的作用无所不在。

首先,没有量子,就没有微观世界。要研究微观世界,必须引进量子。比如你要研究一个电子,如果你用经典的方法,你只能得到一个电子在某些点的概率分布,你要想知道更多,比如它的波函数,你需要量子力学;如果你想知道它更具体的运动情况,就需要量子场论。

第二,有了量子,就可以把宏观与微观联系起来。在宏观上,我们可以把物体看成是由大量宏观微粒构成的,这些宏观微粒具有量子特性----比如发光晶体中的电荷,就具有量子特性。如果把这些宏观微粒的量子特性计算在内,我们就能够比较准确计算出物体的反射和吸收光谱。

第三,量子可以用于构建微观宇宙的时间机制。时间是一个复杂的问题,量子也无法解决。但是,如果把量子用来模拟微观宇宙的运行,我们发现量子的涨落是正比于时间的,而这恰好可以用来构建微观宇宙的时间演化历史。

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