量子这个名称大家虽然经常提到，但是并不明确它究竟指的是一种粒子、一种能量还是一种状态；比如我们常说的光量子、量子态，或者量子化，又分别是什么意思呢?

现在市场上打着量子旗号的各种产品营销概念非常多，如“量子保健”“量子治疗”，甚至“量子去污”“量子速读”等等。“量子”一词已经被滥用，仿佛万事皆可量子，以致互联网流传着“遇事不决，量子力学”的顺口溜。这些词汇几乎完全混淆和污染了这个物理学概念，让大家感觉“量子”都快成了各种骗子的专用话术。

那么量子究竟是什么呢?我们还是先来回顾一下物理学历史上这个概念的诞生过程吧，顺便还能看看物理学家们是如何面对矛盾问题的，比如对于同一个现象人们提出了两个互相矛盾的理论时，会发生什么?

量子这个词最早由德国科学家马克斯·普朗克创造，他在那篇让他荣获诺贝尔物理学奖的论文中首次使用了一个类似的词“能量子”，但随后很快在另一篇论文里，他就改称其为“量子”。这个词来自拉丁文，本来的意思是“多少量”；这个词使用到现在，其针对的概念当然也有了一些变化。

普朗克最早创造这个词其实是为了解决一个当时物理学上的大麻烦，这个麻烦来自当年物理学家们对于“黑体辐射”问题的研究。

19世纪末，物理学家开始对黑体模型的热辐射问题产生兴趣。物理上定义的“黑体”，指的是那些可以吸收全部外来辐射的物体。黑体不一定是黑色的，只要不会反射外来光线的物体都可以看作是黑体，而黑体自己也是可以发光的。比如太阳也是一个黑体，因为它基本不反射外来的光线，所有的光都来自自身。

其实很早的时候，人们就已经注意到黑体的温度和它对外的辐射频率似乎有一定的对应关系。比如把一块铁放在火上加热，到了一定的温度时，它会变得暗红；温度再高些，它会变成橙黄色；到了极度高温时，可以看到铁块呈现蓝白色。

科学家们研究黑体现象时最早使用经典热力学的两个公式来计算。一个称为维恩分布公式，也称维恩定律；另一个称为瑞利-金斯公式。为什么要用两个公式呢?因为这两个公式都不完全符合黑体辐射的实际实验数据；维恩分布公式在短波长范围内与实验数据非常吻合；而瑞利-金斯公式正好相反，它在长波长范围内吻合实验数据。

你看，物理学家经常遇到这种糟心事，两个公式在各自的领域中都是对的，但是又不能完全覆盖所有情况。这就像是你有一双皮鞋，可惜都是左脚的；有一双运动鞋，可惜又都是右脚的。你虽然拥有两双鞋子，而且分别都是合脚的，却凑不出一双能穿的，这可就太难受了。

一般来说，物理学家遇到这种困境就会明白，变革的时代来了，这一定说明现在的旧理论过时了，需要一个全新的更加普适的理论体系才能解决问题。但具有革命性的划时代理论可不是随随便便就会诞生的，这往往需要具有惊世之才的大师来开创。

不过幸运的是，这个问题出现的时机特别好，此时正逢20世纪初期物理学发展的超级黄金年代。那个时代正是人类天才迭出的神奇时期，各路“神仙”正在等待机会登场，而这种机会必然会成就出“大神”。果然，还没有多久，大名鼎鼎的德国物理学家马克斯·普朗克就盯上了黑体问题。

36岁的普朗克开始研究棘手的黑体辐射问题。刚开始的时候他的野心不大，只是想看看能不能单从数学角度来解决这个问题。经过一番折腾，成功地用这两个公式拼凑出了一个全新的公式。他将新公式的计算结果与实验数据进行了比较，发现居然非常吻合，不管是在长波段还是在短波段，这个新公式的计算结果都能很好地吻合实验数据。

一开始普朗克以为自己只是简单发现了一个经验公式。但是凭借天才的智慧，他很快发现这个公式一点都不简单，似乎蕴藏着一种超越时代的崭新理念。

在他之前用来拼凑的两个传统公式中，维恩分布公式把能量看作一种粒子；瑞利-金斯公式则是从麦克斯韦电磁辐射的角度来推导的，把能量看作一种波；而普朗克创造的新公式把两者结合起来了。那么新的公式究竟是建立在粒子论的基础上，还是建立在波动论的基础上呢?

20年之后，普朗克站在诺贝尔奖的领奖台上发表演说，他这样回忆道：“.....经过一生中最紧张的几个星期的工作，我终于看见了黎明的曙光。一个完全意想不到的景象在我面前呈现出来。”

“这个完全意想不到的景象”是什么呢?原来普朗克发现，为了解释这个新公式，仅仅引入分子运动理论是不够的，简单以波动理论来理解也是不够的。在处理熵和概论的关系时，要使这个新公式成立，就必须作一个假定：能量在发射和吸收时，不是连续不断的，而是分成一份一份的。

这个假定在当时是极具颠覆性的。因为人类之前创造整个经典物理学的数学基础，就是建立在对现实世界的连续性假设基础之上的，人们原本认为自然界的一切变化都应当是连续的。例如，我们认为距离变化是连续的，质量变化是连续的，温度变化是连续的，力的变化是连续的，能量变化自然也应当是连续的。

我们理所当然地认为只有连续的世界才是最自然的，大自然怎么可能出现离散的能量呢?怎么可能有不可细分的最小能量单位呢?如果存在一个物理量不是连续的，那么我们人类对现实世界的认知都要从根本上被颠覆了。

整个经典物理学大厦被牛顿、开尔文、麦克斯韦这些“大神”搭建起来后，从来没有任何一个人动摇过这座宏伟大厦的任意一根柱子或一面墙壁，人们也从未觉得有任何力量能够动摇这样稳固宏伟的大厦。但是普朗克这个来自德国的中年男人，他向这座大厦发起了看起来微不足道，实际上却能侵蚀其数学基础的冲击。

1900年12月14日，普朗克在德国物理学会上发表了他的大胆假设。他宣读了那篇名垂青史的题为“黑体光谱中的能量分布”的论文，普朗克拿着几页纸，认真地说出了一段话：“......必须假设能量是不连续的，它有基本的单位”。这个基本单位，普朗克把它称作为“能量子”。但随后在另一篇论文里，他就改称其为“量子”，宏伟的经典物理学大厦在看似平淡无奇的这段话的轻轻一击之下，竟然分崩离析，顷刻间，坍缩成一栋新的更宏伟的物理学城堡门口的一件小装饰品，而那栋新城堡上悬挂着一块崭新的耀眼招牌：“量子物理学”。普朗克仅用能量变化的不连续性假设，就将整个经典物理学都变成了他新拓展的更宏大的物理学体系中宏观角度的一种局部理论。这是何等的开创性。