朋友说鄙文《量子过中秋》比喻虽有趣，但难了解，投下了用短文介绍量子世界的战书。

我们熟悉的经典物理理论说原子是组成物质的基本单位。20世纪的玻尔模型提出原子是由带负电的电子，围绕着带正电的质子和不带电的中子运行，像行星围绕太阳运动，但它无法解释原子的稳定性。修订模式提出电子没有确定的轨道，而是以“电子云”的形式存在于不同的能量级。原子间通过外层电子的相互作用形成化学键，构成万物。这可解释经典物理定律，但不足以解释微观的科学世界。

随着实验科技和理论的发展，科学家们发现了更多微观世界的内涵，构建了“标准模型”。模型里有上、下、粲、奇、顶、底等六种“夸克（quark）”( 中子和质子分别由上、下夸克组成)；有电子、μ子、τ子和相对应的三种中微子等六种轻子；传递电磁力的光子、弱核力的W和Z玻色子（放射性元素）、强核力（粘合质子）的胶子；以及赋予粒子质量的希格斯玻色子（昵称上帝粒子）等共17种基本粒子。描述这些基本粒子相互作用的理论就是“量子场论”，它统一了除引力以外的电磁力、弱核力和强核力等三种基本力。

什么是量子？量子是物质和能量最基本且不可再分割的最小单位。微观世界里的关键物理量如能量、角动量等，都是以不连续的、量子化的整数形式存在。量子力学就是研究和描述这些基本粒子等的奇特行为。除了量子化，微观世界里的粒子兼有波和粒子双重特性，这解除了光是粒子还是波的数百年争论。一切的干预和测量都会改变粒子原有的特性，因此我们无法测出其原状态。我们测量出的结果也由或然率决定而非确定性，但可以通过复杂的数学（如薛定谔方程），算出预期效果。正是这些概念催生了如激光、晶体管、核能、核磁共振、量子计算、加密通讯和传感等现代科技。

比方说，不论实验如何精准，我们无法同时精准测得粒子的位置和动量（海森堡不确定性原理）。量子的叠加态令电子在被测量前可同时存在于几个能量级，一被测量时就立刻“坍缩”成1或0。量子纠缠让耦合的两个光子，无论分开多远，若其中一个被测量或干扰，另一个也瞬间能感应到。刚获诺贝尔物理奖的量子隧穿，就是量子的穿墙（能量障屏）。这都是些匪夷所思但已都被应用的量子效应。

我们就是活在一个由这些诡异的微观效应所构建的宏观世界里！