量子论—不连续状态—量子跃迁

量子论之前的流行观点认为自然界中只存在连续性，除此之外的观点都是荒谬的；而在“大自然之书”里发现了不连续性的特点，彻底推翻了之前的观点，这恐怕是量子论的最大启示。

能量是我们想到的第一个例子。经典理论认为，在一定的范围内，一个物体自身的能量可以不断地被改变。比如说一个钟摆，它摆动的速度由于受到空气的阻力慢慢地减缓下来。令人惊奇的是，具有原子大小的微观系统的行为是迥然不同的，这是量子论所证明了的观点。由于一些理由我们无法在这里详细论述，所以必须假设有一个具有不连续能量的小的系统，这种不连续的能量我们称为能级。于是，我们把从一种不连续状态转变为另一种相反的状态称之为“量子的大跃进”。

然而，我们津津乐道的能量并不是系统的唯一特征。再一次拿钟摆作为例子，想象一下它可以做任何运动。天花板上悬空的绳子末端挂上一个重球，使得这个重球能在南北、东西等其他任何方向上摆动，也可以做圆形或椭圆形的摆动。这个时候使用一个风箱慢慢地吹动这个球，这样的话就可以随心所欲地使它从运动的一种状态连续地转变到另外一种状态，且不管另一种状态是怎样的。

相对于微观系统来说，这些特征或类似的其他特征是不断发生变化的。它们就像能量一样，是“量子化”的。

于是就会出现这样的情况：有许多原子核，包括它们周围的电子，当彼此之间相互吸引而形成一个小的“系统”时，它们是不能随意建构成一种假设的模型的。不过，它们却可以形成许多不连续的“状态”系列25。能量是这些特征中最为重要的部分，因此我们通常把这些状态称为能级。但是不要忘记一点，我们还需要这些能量以外更多的东西才能形成对这些状态的完整描述。因此，较为客观的说法是，在系统中的全部粒子中，状态是一种稳定模型。量子的跃迁是指由一种稳定的模型变化为另一种模型。如果后一模型处于较高的能级、具有更为强大的能量，那么要想使得这种转化成为可能，就必须向外界借助相当于两个能级间的能量差额的能量作为动力。