第1章 什么是量子

本书书名为《大话量子通信》，那么首先就需要解释“量子”这个词的来龙去脉。随着量子通信、量子计算等量子信息科学技术的迅猛发展，量子这个物理学名词已经受到全社会越来越多的关注。以至于在物理学和量子信息科技之外，出现了诸如“量子水”“量子理疗”“量子针灸”“量子鞋垫”等和量子毫无关系的虚假营销，就如同21世纪初“纳米”这个词所承受的虚假营销一样。

实际上“量子”这个词在物理学中已经有了一百多年的历史，而且它几乎主宰了整个现代物理学。本章的第1节将仔细澄清“量子”这个概念，进而区分它和光子、电子、夸克、中微子这些基本粒子。

本章的第2节将回顾从马克斯·普朗克（Max Planck）、阿尔伯特· 爱因斯坦（Albert Einstein），到尼尔斯· 玻尔（Niels Bohr）这些著名物理学家建立的早期量子理论的历史，讲述他们如何发现微观世界的物理本质是量子的，他们的理论如何为“量子力学”的最终建立奠定了基础。

本章的第3节将介绍量子力学的历史，从维尔纳 海森堡（Werner Heisenberg）的灵光一现，沃尔夫冈· 泡利（Wolfgang Pauli）的感悟，到埃尔温· 薛定谔（Erwin Schr dinger）写下他的方程，马克斯· 玻恩（Max Born）给出合理解释，最后到保罗· 狄拉克（Paul Dirac）的集量子力学之大成并与狭义相对论相结合。他们合力完成了物理学历史上最重要的一次革命。

本章的第4节将介绍20世纪的物理学家们如何在量子力学的基础上几乎构建了整个现代物理学，无论是自上而下发现一个又一个基本粒子，还是自下而上发现一种又一种量子现象，量子力学不但深刻地改变了物理学，也深刻地改变了世界。