理解海森堡的不確定性原則
Heisenberg'不確定性原理是量子物理學(xué)的基石之一，但那些沒有仔細研究它的人往往不甚了解。顧名思義，雖然它確實在自然本身的最基本層次上定義了一定程度的不確定性，但這種不確定性以非常有限的方式表現(xiàn)出來，因此它不會影響我們?nèi)粘Ｉ钪械奈覀?。只有精心?gòu)建的實驗才能在工作中揭示這一原理。
1927年，德國物理學(xué)家Werner Heisenberg提出了所謂的Heisenberg不確定性原理（或僅僅不確定性原理或有時Heisenberg原理）。在試圖建立量子物理的直觀模型時，海森堡發(fā)現(xiàn)存在某些基本關(guān)系，這些關(guān)系限制了我們?nèi)绾沃滥承?shù)量。具體而言，在最直接的原則應(yīng)用中：
你越**地知道粒子的位置，你就越不**地同時知道同一粒子的動量。
海森堡不確定性關(guān)系
Heisenberg'不確定性原理是關(guān)于量子系統(tǒng)性質(zhì)的非常**的數(shù)學(xué)陳述。在物理和數(shù)學(xué)方面，它限制了我們關(guān)于系統(tǒng)的**程度。以下兩個方程（也以預(yù)處理形式，在本文頂部的圖形中顯示）稱為海森堡不確定性關(guān)系，是與不確定性原理相關(guān)的最常見方程：
方程1:delta-30 x 31*delta-32 p 33與34 h 35-bar 36成正比方程2:delta-37 E 38*delta-39 t 40與41 h 42-bar成正比
上述等式中的符號具有以下含義：
- h-bar：稱為"減少普朗克常數(shù)，"這具有普朗克'的值;s常數(shù)除以2*pi。
- delta-x：這是物體位置的不確定性（例如給定粒子）。
- delta-p：這是物體動量的不確定性。
- delta-E：這是物體能量的不確定性。
- delta-t：這是一個物體的時間測量的不確定性對象。
從這些方程中，我們可以根據(jù)我們測量的相應(yīng)精度水平告訴系統(tǒng)的一些物理特性'測量不確定度。如果這些測量中的任何一個的不確定性變得非常小，這對應(yīng)于具有極其**的測量，那么這些關(guān)系告訴我們相應(yīng)的不確定性將不得不增加，以保持比例性。
換句話說，我們不能同時測量每個方程中的兩個屬性到無限的精度水平。我們測量位置越**，我們能夠同時測量動量的精度就越低（反之亦然）。我們測量時間越**，我們能夠同時測量能量的精度就越低（反之亦然）。算盤小知識
常識示例
雖然上面看起來很奇怪，但實際上與我們在真實（即古典）世界中運作的方式相當吻合。讓'我們說我們正在軌道上看一輛賽馬，我們應(yīng)該在越過終點線時記錄下來。我們不僅要測量穿過終點線的時間，還要測量它的確切速度。我們通過按下秒表上的按鈕來測量速度-當我們看到它越過終點線時，我們通過查看數(shù)字讀數(shù)來測量速度（這與觀看汽車不一致，因此您必須一旦穿過終點線，就會轉(zhuǎn)你的頭）。在這個經(jīng)典在這種情況下，顯然存在一定程度的不確定性，因為這些行為需要一些時間。我們'請參閱汽車觸摸終點線，按下秒表按鈕，然后看數(shù)字顯示屏。系統(tǒng)的物理性質(zhì)對這一切的**程度施加了明確的限制。如果您'重新專注于嘗試觀察速度，那么在測量終點線上的確切時間時，您可能會有點偏離，反之亦然。
與大多數(shù)嘗試使用經(jīng)典例子來證明量子物理行為一樣，這種類比存在缺陷，但它與量子領(lǐng)域工作中的物理現(xiàn)實有些相關(guān)。不確定性關(guān)系來自量子尺度上物體的波浪狀行為，以及即使在經(jīng)典情況下也很難**測量波的物理位置這一事實。
關(guān)于不確定性原則的混淆
不確定性原理與量子物理學(xué)中的觀察者效應(yīng)現(xiàn)象混淆是非常普遍的，例如在Schroedinger'貓思維實驗中表現(xiàn)出來的現(xiàn)象。這些實際上是量子物理學(xué)中兩個完全不同的問題，盡管兩者都使我們的古典思想變得沉重。不確定性原則實際上是對量子系統(tǒng)行為作出**陳述的能力的基本制約因素，無論我們是否進行觀察的實際行為。另一方面，觀察者效應(yīng)意味著如果我們進行某種類型的觀察，系統(tǒng)本身的行為將與沒有這種觀察的行為不同。
量子物理學(xué)和不確定性原理書籍：
由于其在量子物理學(xué)基礎(chǔ)中的核心作用，大多數(shù)探索量子領(lǐng)域的書籍將提供對不確定性原理的解釋，并具有不同程度的成功字母S。以下是一些最能做到這一點的書籍，在這位謙虛的作者中。其中兩本是關(guān)于量子物理學(xué)整體的一般書籍，而另外兩本是關(guān)于科學(xué)的傳記，對Werner Heisenberg的生活和工作有著真正的見解：
- 量子力學(xué)的驚人故事James Kakalios
- Brian Cox和Jeff Forshaw的量子宇宙
- 超越不確定性：海森堡，量子物理學(xué)和大衛(wèi)·C·卡西迪的**
- 不確定性：愛因斯坦，海森堡，玻爾，大衛(wèi)·林德利 為科學(xué)靈魂的斗爭
