能量量子化（energy quantization）

走上斜坡，你可以停在任意高度。走上楼梯，你只能站在台阶上——两级台阶中间没有落脚处。量子世界里许多事物就像楼梯而非斜坡：它们的能量只能取某些被允许的数值，中间隔着禁止的空档。这就是能量量子化。量子（quantum）一词本身就是离散份量的意思。

经典的例子是束缚在原子内的电子。它不能以任意能量绕行，而被限制在一架特定的能级阶梯上。当它从高一级跳到低一级时，会把恰好等于能量差的份量以一个颜色精确的光子释放出来。这就是为什么每一种化学元素都以自己固定的一组谱线发光——一种用光写成的条形码。加热钠它发黄光，加热氖它发红橙光。那些颜色就是楼梯能隙的可见化身。

量子化在粒子物理中无处不在。能量成块出现，电荷以某个基本单位的整数倍出现，角动量（自旋）以固定步长出现，而场以整个粒子的形式交付能量。当一个短寿命粒子只有某些被允许的能量状态时，这些状态在实验中会表现为称作共振的尖峰。需要注意：并非任何情形下一切都量子化——在空旷空间中自由飞行的粒子可以拥有任意能量。量子化出现在某物被禁闭或束缚之时，例如被困在原子核附近的电子，或被关进盒子里的波。