在經典物理學中，對體系物理量變化的最小值沒有限制，它們可以任意連續變化。但在量子力學中，物理量只能以確定的大小一份一份地進行變化，具體有多大要隨體系所處的狀態而定。這種物理量只能采取某些分離數值的特征叫作量子化。量子化方法將經典場轉換成量子算符，專門作用于量子場論的量子態。量子化是微觀體系基本的運動規律之一，它與經典力學是不相容的。量子化的發現，為后來海森堡測不準原理、量子力學的崛起奠定了基礎。
基本內容
這種物理量只能采取某些分離數值的特征叫作量子化。變化的最小份額稱為量子。例如，頻率為υ的諧振子，其能量不是連續變化，而是只能以hυ的整數倍變化，欲使其能量改變hυ的幾分之幾是不可能的。微粒的角動量也是量子化的，其固有量子是h/2π。量子化是微觀體系基本的運動規律之一，它與經典力學是不相容的。
發現過程
開爾文在世紀之初提到了物理學里的兩朵“小烏云”。其中第一朵是指邁克爾遜-莫雷實驗令人驚奇的結果，第二朵則是人們在黑體輻射的研究中所遇到的困境。
馬克斯·普朗克對黑體輻射展開了研究。普朗克總是盡可能試圖在詹姆斯·麥克斯韋電磁理論內部解決問題，而不是顛復這個理論以求得突破。但最后，他不得不假定：能量的傳遞不是連續的，而是以一個一個的能量單位傳遞的。這種最小能量單位被稱作能量子（簡稱量子）。
光電效應
阿爾伯特·愛因斯坦根據光電效應推斷，光能也不是連續的。對光的量子化就是認為光是以一個一個微小單位的形式存在和傳播的。被稱為光子（簡稱光子）。單個光子攜帶的能量和光頻率成正比。比例系數是普朗克常數。普朗克常數的值約為：6.626196×10^-34J·s。 n個量子總能量就再乘以n.
奧格·玻爾為解釋歐內斯特·盧瑟福實驗，對電子能量作了量子化假設。最簡單的一條就是電子能量只能是某些固定的值。
以上兩個是早期量子論中的量子化。特性是不連續，只能以基本單位傳遞。
在現代量子理論中，人們發現個粒子的波粒二象性，任何物體都有波動性和粒子性。而且任何物體的位置和速度都不可能同時被準確的測量。只能用概率來描述。在現代量子論中，用波粒二象性和概率波處理微觀問題就是量子化。
量子化的發現，為后來海森堡測不準原理、量子力學的崛起奠定了基礎。
測定方法
量子化方法將經典場轉換成量子算符，專門作用于量子場論的量子態。能級最低的量子態稱為真空態(vacuumstate)。這真空態可能會很復雜。將一個經典理論量子化的原因，主要是借著計算量子幅，來分析與了解物質、物體或粒子的屬性。這計算會牽涉到某些微妙的問題，稱為重整化。假若，我們忽略了重整化，這會引導出不正確的結果，像無窮大數值的出現于量子幅的計算結果。一個量子化程序的完整設定必須給出一套重整化的方法。
正則量子化主
場論的正則量子化類比于從經典力學的衍生出量子力學。將經典場視為動力學變量，稱為正則坐標，其共軛是正則動量。這兩個變量的對易關系，與量子力學內粒子的位置和動量的對易關系，類似相同。從這些算符，可以求得創生算符和消滅算符。這兩種算符，稱為階梯算符，都是作用于量子態的場算符，有共同的本征態。經過一番運算，可以得到最低能級的本征態，稱為真空態。再稍加運算，就可得到其它的本征態和伴隨的能級。整個程序又稱為二次量子化。
正則量子化可以應用于任何場論的量子化，不管是費米子或玻色子，以及任何內部對稱。但是，它引領出一個相當簡單的真空態的繪景，并不能很容易地適用于某些量子場論，像量子色動力學。在量子色力學里，時常會出現擁有很多不同冷凝液(condensate)的復雜的真空，。
對于一些比較簡單的問題，正則量子化的程序并不是很困難。但是，對于很多其它狀況，別種量子化方法比較容易得到量子答案。雖然如此，在量子場論里，正則量子化是一種非常重要的方法。
共變正則量子化
物理學家又發現了一種方法來將經典系統正則量子化，不需要訴諸于非共變途徑，葉狀化時空和選擇哈密頓量。這方法建立于經典作用量，但是與泛函積分的解法不同。
這方法并不能應用于所有可能的作用量從所有定義于組態空間的光滑泛函的經典代數開始，將此代數商去長城歐拉拉格朗日方程生成的理想。然后，借著從作用量導引出來的泊松代數(Poissonalgebra)，稱為(Peierlsbracket)，將商代數轉換為泊松代數。如同正則量子化的做法，再將約化普朗克常數加入泊松代數，就可完成共變正則量子化的程序。
另外地，還有一種方法可以量子化規范流作用量。這方法涉及巴塔林-維爾可維斯基代數，是BRST形式論(BRSTformalism)的延伸。
路徑積分量子化
應用作用量，取對于作用量的泛函變分的極值為容許的組態，這樣，可以給出經典力學理論。通過路徑積分表述(pathintegralformulation)的方法，可以從系統的作用量，制造出對應于經典系統的量子力學描述。
參考資料 >