测不准原理

测不准原理更严谨的叫法应该是不确定性原理。简单来讲，海森堡提出来的测不准原理，不确定性原理，并不是方式方法的问题，当然也不是一起的问题，而是量子世界的固有属性，内在秉性，量子世界的一切就是不确定的，与测量方式方法没有任何关系，无论多么精确的测量仪器，结果都是一样的。不确定性原理，用公式表达就是：ΔxΔp≥h/4πΔx位置的不确定性（变化值），Δp动量（速度）的不确定性，h为普朗克常数，π是圆周率。其实公式中已经表现出来了。位置不确定性与速度不确定性的乘积必须大于等于一个常数，而这个常数是大于零的常数。虽然普朗克常数h很小，但再小也是大于零的。测不准原理基本概述一个微观粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。测量一对共轭量的误差的乘积必然大于常数h/2π（h是普朗克常数）是海森伯在1927年首先提出的，它反映了微观粒子运动的基本规律，是物理学中又一条重要原理。

所谓的测不准原理，就是量子世界中微粒子运动的“不确定性”。这种不确定性，随着贝尔不等式被证明之后，已经成为了物理学界中的共识。我们都知道，二十一世纪的物理学界，最重要的一个学科，莫过于“量子力学”了。可以说，我们生活中的方方面面，都应用到了量子力学发展；量子科技的种种进步，也的确为我们的生活带来了很大的便利。比如说，如今我们日常生活中离不开的手机，电脑，其实都有赖于量子科技的突破。如今的量子力学，俨然已经成为了互联网上的一个热词。所谓“遇事不决，量子力学”；但是，尽管大家都以量子力学为口头禅，但是，真正能读懂它，甚至掌握它的人，可谓是寥寥无几。上世纪的伟大物理学家费曼说，“没人能弄懂量子力学”。特别是量子力学当中的“测不准原理”，更是让很多人都摸不着头脑。为什么叫它是“测不准”原理呢？顾名思义，量子的存在状态，是无法被我们彻底掌握的。量子运动，具有几乎绝对意义上的“不确定性”。这意味着什么？量子世界的种种变化，可能永远都不会被人类彻底掌握。爱因斯坦就是因此，才和秉持“哥本哈根原理”的波尔，海森堡等人分道扬镳。他认为，“上帝永远不可能在掷骰子”。还有一个著名的思想实验，能帮助大家来理解所谓的“测不准”原则：“量子叠加”态之所以存在，就是因为我们不能彻底的掌握量子的运动。因此，盒子里才会出现一个“既死又活”的猫。世纪之初，贝尔不等式被几大顶尖学者证明。这说明了，量子世界中没有所谓的“隐藏因子”；它的活动，的确就是完全随机的。

不确定性原理（Uncertainty principle），是量子力学的一个基本原理，由德国物理学家海森堡（Werner Heisenberg）于1927年提出。本身为傅立叶变换导出的基本关系：若复函数f(x)与F(k)构成傅立叶变换对，且已由其幅度的平方归一化（即f*(x)f(x)相当于x的概率密度；F*(k)F(k)/2π相当于k的概率密度，*表示复共轭），则无论f(x)的形式如何，x与k标准差的乘积ΔxΔk不会小于某个常数（该常数的具体形式与f(x)的形式有关）测不准原理德国物理学家海森堡1927年提出的不确定性原理是量子力学的产物 。这项原则陈述了精确确定一个粒子，例如原子周围的电子的位置和动量是有限制。这个不确定性来自两个因素，首先测量某东西的行为将会不可避免地扰乱那个事物，从而改变它的状态；其次，因为量子世界不是具体的，但基于概率，精确确定一个粒子状态存在更深刻更根本的限制。海森伯测不准原理是通过一些实验来论证的。设想用一个γ射线显微镜来观察一个电子的坐标，因为γ射线显微镜的分辨本领受到波长λ的限制，所用光的波长λ越短，显微镜的分辨率越高，从而测定电子坐标不确定的程度△q就越小，所以△q∝λ。但另一方面，光照射到电子，可以看成是光量子和电子的碰撞，波长λ越短，光量子的动量就越大，所以有△q∝1/λ。再比如，用将光照到一个粒子上的方式来测量一个粒子的位置和速度，一部分光波被此粒子散射开来，由此指明其位置。但人们不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间的距离更小的程度，所以为了精确测定粒子的位置，必须用短波长的光。但普朗克的量子假设，人们不能用任意小量的光：人们至少要用一个光量子。这量子会扰动粒子，并以一种不能预见的方式改变粒子的速度。所以，位置要测得越准确，所需波长就要越短，单个量子的能量就越大，这样粒子的速度就被扰动得更厉害。简单来说，就是如果要想测定一个量子的精确位置的话，那么就需要用波长尽量短的波，这样的话，对这个量子的扰动也会越大，对它的速度测量也会越不精确。如果想要精确测量一个量子的速度，那就要用波长较长的波，那就不能精确测定它的位置。换而言之，对粒子的位置测得越准确，对粒子的速度的测量就越不准确，反之亦然。经过一番推理计算，海森伯得出：△q△p≥?/2。海森伯写道：“在位置被测定的一瞬，即当光子正被电子偏转时，电子的动量发生一个不连续的变化，因此，在确知电子位置的瞬间，关于它的动量我们就只能知道相应于其不连续变化的大小的程度。于是，位置测定得越准确，动量的测定就越不准确，反之亦然。”=海森伯还通过对确定原子磁矩的斯特恩-盖拉赫实验的分析证明，原子穿过偏转所费的时间△T越长，能量测量中的不确定性△E就越小。再加上德布罗意关系λ=h/p，海森伯得到△E△T≥h/4π，并且作出结论：“能量的准确测定如何，只有靠相应的对时间的测不准量才能得到。”

测不准原理指的是在任何空间的一个点位上，对这个点的精确位置与这个点上的物质形成的动量是不能同时测准的。在量子力学里，不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性越小，则动量的不确定性越大，反之亦然。维尔纳海森堡于1927年发表论文《论量子理论运动学与力学的物理内涵》给出这原理的原本启发式论述，希望能够成功地定性分析与表述简单量子实验的物理性质。这原理又称为“海森堡不确定性原理”。同年稍后，厄尔肯纳德严格地数学表述出位置与动量的不确定性关系式。两年后，霍华德罗伯森又将肯纳德的关系式加以推广。定律影响：该原理表明：一个微观粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。测量一对共轭量的误差（标准差）的乘积必然大于常数h/4π（h是普朗克常数）是海森堡在1927年首先提出的。它反映了微观粒子运动的基本规律——以共轭量为自变量的概率幅函数（波函数）构成傅立叶变换对；以及量子力学的基本关系是物理学中又一条重要原理。