不确定性原理（海森堡不确定性原理）

什么么是不确定性原理？

量子力学中，任意两个不对易得物理量不能同时被精确的测量

比如你要测量一个质子的位置和当前的运动速度，你就要去“看”它，就要用（至少）一个光子去照它，但你一照，也就改变了那个质子的本身状态

你可以用某种照射方法（比如用不同粒子，或不同强度的光）测得尽可能精确的质子位置，但不可避免会把它“打飞”，所以它原来的速度你就得不到了。你也可以另一种方法去测它的速度，但代价是改变了它的位置。

总之不可能速度位置都精确得到。

除了位置与速度，还有能量与时间也是一对，还有很多。

但注意！这并不是说，测量前速度和位置都是确定的量，只是自然法则不允许我们同时知道它们，不是的！而是它们根本就不确定！

其本质区别在于：经典物理的测量是去了解一个已经存在在那里的确定了的量。而量子力学中，测量前并不存在一个确定的状态，测量实际上是“参与其中”，不同的测量方法会导致原先的“不确定状态”变成某几个可能的“确定状态”之一，然后让你观察到。这是量子世界的办事法则。

根释不确定性原理

前 言

本文内容仅仅属于能子源自己通过学习后的一些观点，以表达出来给予大家了解，并希望大家看后能提出宝贵建议或不同观点！

不确定性原理的内容

不确定性原理是由海森堡于1927年提出，这个理论表明，一个粒子的位置和它的速度不可能同时具有确定的数值，其不确定性必然大于或等于普朗克常数除以4π，即ΔxΔp≥h/4π。也就是说，一个微观粒子的一对共轭量的测量误差之积必然大于常数h/4π，其中一个量越确定，另一个量的不确定性就越大。如位置和动量、方位角与动量矩、时间和能量等。这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样，它反映了微观粒子共轭量波函数的运动规律，以及量子力学的基本关系，是物理学中一条重要的原理。

不确定性原理的分析

一、测量效应

不确定性原理(ΔxΔp≥h/4π)，表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。而导致这个不确定性的因素来自两个方面：其一，测量粒子的行为必将不可避免地扰乱粒子，从而改变了它的状态；其二，量子世界不是具体的，其基于概率，所以精确确定一个粒子状态存在更深刻更根本的限制。因测量搅扰了被测量粒子的运动状态，而产生不确定性，这很好理解；但很难避免。微观粒子不像宏观物体那样有规律的运动，它的运动遵从波函数的概率性，我们不可能提前确定它在某一时刻具体位置的速度是多少，只能确定其该位置速度的大小范围；则位置越具体，其速度大小的范围就越大，反之亦然。由于不能提前知道，那只能测量，而测量一方面不可避免地搅扰了粒子本来的行为，同时测量本身带有局限性，从而导致不能精确确定。如果我们不用测量，站在粒子层面上直接观察，那就不存在测量带来的不确定性。

二、观察效应

站在粒子层面不存在测量方面的不确定性，那是不是就可以精确地确定粒子在某一地点的具体速度呢？我看未必。因为观察本身就带有搅扰性，仅仅这一点原因，即使站在粒子的层面观察也不可能消除不确定性。难道不确定性，就不能避开由于测量或观察带来的搅扰性吗？当然能。要达到这一效果的唯一办法就是，粒子自身感知自己的运动性能，并留下时空烙印，称之为微观粒子自身观察效应，简称自察效应。虽然自察和没有自察二者有所不同，因为自察也有自身的扰动；但如果所有粒子都有自察的性能，那这种扰动效应就可以抹平，即有自察和没自察不影响不确定性的断定。现在的问题是，粒子自察能不能消除不确定性？这个问题比较麻烦，需要下来慢慢地斟酌。

三、自察效应

粒子自己观察自己就相当于经典物体的粒子观察量子波动的物质，且在观察的一瞬间塌陷成粒子性。由于具有波动性、随机性，所以不能提前预知；由于具有时空效应，所以一瞬间的某一具体位置的速度也不能精确确定，只能知道其比较小的范围，反之亦然。什么是时空效应？我们知道时间和空间是物质存在和运动的衍生产物(以前文章有相关内容)，同时时空又具有相对性(相对论效应)，所以即使对于粒子自身其速度大小不一样时，它的时空观也不一样。另外，在粒子自察的一瞬间和波动塌陷成粒子的一瞬间，可能也有时空观的瑕疵。所以自察也不能消除不确定性原理。故，不确定性原理是微观粒子的秉性，更确切地说是微观世界波动性的内秉性。它是量子物体波粒二象性的体现，它不仅仅有测量的扰动性，它更是波粒二象性在时空观测效应上的本质外显。

四、相对确定性

不确定性是微观世界波动性的内秉性，固然没错。现在的问题是，微观粒子在某一确定的位置，到底有没有一个确定的精确速度？答案是肯定的。不确定性虽然体现着微观世界的波粒二象性，但这个不确定性不是由于浅层的测量效应导致，就是因为深层的观察效应所致，而观察效应或是人为观察，或是站在粒子层面观察，或是自察效应。如果我们站在比粒子高一级的角度考察，或者干脆站在宇宙外的客观角度，从哲学的范畴考虑，就完全可以抹掉不确定性。也就是说从客观实际出发，粒子在某一时刻的具体位置有一个精确的速度数值，即实实在在存在位置和速度同时有一个精确的数值，这样Δx＝0、Δv＝0，所以ΔxΔp＝0。虽然粒子的位置和速度在客观上同时具有精确的数值；但是由于微观世界具有波粒二象性，所以我们不可能提前知道某一位置的具体速度，我们也不能通过测量和观察的实验消除不确定性原理。即ΔxΔp＝0客观存在，但由于微观世界的内秉性，在测量效应或观察效应之下，必然体现ΔxΔp≥h/4π现象。

有人说，一个客观实际就把不确定性原理给抹平了，这未免也太勉强了吧！说得好，那现在我们做一个理想实验来解开你的疑虑。假设Δv对应一个段、v对应一个点，这很好理解。对粒子来说，它的时空虽然有可塑性，但在一瞬间至少对自己本身是绝对的。一个时间点，对应一个位置点，对自身来说能有一个速度段吗？不能，只能是一个速度点。反过来说，即使不同的速度或观察者有不同的时空观，但对同一个观察者，客观地观察一个确定的速度点，其时空对应的必然是一个点；不管其他观察者怎么认为，至少在自己的客观世界里的的确确是一个点。根据爱因斯坦相对论知，时空是相对的、同时性也是相对的。所以同一事件会出现两种情况：其一，每个人在自己的世界里看到一个只属于自己的点，但可能你看到的点和别人看到的点不是一个点；其二，每个人在自己的世界里看到一个只属于自己的点，而别人看到你的这个点可能是一个段。尽管如此，这只不过是时空相对性导致的时空观不同而已，但在各自的世界里，点就是点，时空点只能对应速度点，反之亦然；否则就有一些唯心主义。值得强调的是，上面这个实验的观察者是站在客观实际的高度，并且对事件不会产生任何干扰因素的情况下进行的，所以是一个百分之百纯度的理想实验。这个实验足以说明确定性的存在性。

五、结论

综上所述，第一，确定性是客观的、相对的。客观的世界中，确定的位置有其精确的速度，但这个精确速度事先不可能知道，就是在事件发生的一瞬间也难以观察到，而观察者得到的只能是不确定性原理ΔxΔp≥h/4π的结果。除非你站在客观的角度，在不影响粒子的情况下观察，但这样的行为我们是难以办到的。

第二，不确定性是微观世界本质的体现。不确定性原理虽然有许多因素，但它是微观世界波粒二象性的内秉性的体现。

第三，不确定性是确定性的无奈展现。不确定性是确定性这些点的组成段的体现，点是客观的，段也是客观的，点只能无奈的以段展现。 能子源版权，违之必究！

不确定性原理是什么

1、不确定性原理是由海森堡于1927年提出，这个理论是说，你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度，粒子位置的不确定性，必然大于或等于普朗克常数（Planckconstant）除于4π（ΔxΔp≥h/4π），这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。

2、此外，不确定原理涉及很多深刻的哲学问题，用海森堡自己的话说：“在因果律的陈述中，即‘若确切地知道现在，就能预见未来’，所得出的并不是结论，而是前提。我们不能知道现在的所有细节，是一种原则性的事情。”

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不确定性原理

       不确定性原理非常直观地体现了量子力学和经典力学之间的差异，而且表述还非常简单。它既不像薛定谔方程那样需要微积分和分析力学的基础，也不像算符、矩阵那样需要线性代数的基础，基本上谁都能谈几句。

但是，如果想真正理解质能方程，就必须深入狭义相对论语境，如果只是站在牛顿力学的角度，直接从字面意思来理解质能方程，那不可避免地就会带来各种误解,不确定性原理是量子力学的产物，我们也只有深入量子语境才能真正理解它，如果只是从牛顿力学的视角，单从字面意思去理解它，一样会产生各种稀奇古怪的误解。不确定性原理的一个常见表述是“我们无法同时确定粒子的位置和动量”，有的地方还喜欢把“确定”替换为“测准”，说“我们无法同时测准粒子的位置和动量，你把粒子的位置测得越准，它的动量就越不准确，反之亦然”。

这就很容易让人这样理解不确定性原理：为什么我们无法同时测准位置和动量呢？因为如果这里有一个电子，你想测量它的位置就得用光子或者其它粒子去撞击它。你想把电子的位置测得越准就得使用波长越短的光（波长太长就直接绕过去了），而光的波长越短能量就越高，你用越高能量的光子去撞击电子，就会把电子撞飞得越快，这样电子的动量就更加不确定了。           

什么是不确定性原理?它的数学形式是什么?

不确定性原理描述了局部观察和一般观察的界限。基本上它把宇宙分成局部的，相互作用的，自由能态。每一种状态都涉及到一层波坍缩(薛定谔方程)，其中相对特征态被减少，导致一层信息丢失。

让我们用人类的语言来解释。

你的活动和财务状况创造了一个本地视角。你是社区的一员，在某种程度上，你的行为可以根据社区来衡量。然而，从社区的角度来看，所有的地方职位都有助于整体价值。你不能赋予个人有意义的价值。

它可以用几种不同的方式来表述。最流行的表达是你不能同时知道位置和动量:

ΔxΔp≥12ℏ。

这也可以表示为能量和时间的差异，这可能会让人有点困惑:

ΔEΔt≥12ℏ。。

局部相互作用能以焦耳计，分布能以开尔文(温度)计的势能(Q)计。这个关系是由玻尔兹曼常数kQ=E确定的。这将时间的作用转变为局部位置或一般尺度效应。

这就引出了理解光谱和宇宙学视界之间关系的第三个应用。首先，我们需要回到最初的概念。最常用的形式是雅可比矩阵。爱因斯坦把它纳入度规张量。

这张图是一个旋转三角形，说明了运动差异。你的透视变换会旋转三角形。从一个位置来看，X是最容易看到的。随着Y变得更清晰，X变得更模糊。值的移动遵循循环函数，直到波塌时两者变得不可区分。

由此不难看出，不确定性原理所描述的透视转换是如何以完全相同的方式处理的。这里我们使用极坐标图来显示与角度移动视角相关的圆形函数。光的切线是红移。相对于相互作用尺度的波崩溃在z=1处。除此之外，不可能计算运动或距离。然而……

在图中，我们使用三角恒等式将变量与图联系起来。我们把最小频率转换成能量E=hv，然后再转换成时间作为广义效应。频率的变化是光固有时的经历。c在所有参照系中都是常数，符合狭义相对论设定的绝对时间分布。这并没有给出局部空间的距离，只是一般时间的分布。

这张图可能会误导人，除非你非常密切地注意红移的细节和相对能级的能量。这张图表反映的是大局。泛化有更多的局部作用。它也被称为平衡或不确定性拟合第三定律，而不是局部惯性拟合第一定律。

在每一个地方一级，都有一个相对地方性的一般背景。这就是局部发射变得相对平坦并共同(多普勒)扩大发射带的地方。泛化是局部背景温度和自由度(如熵)。

不要让大的画面淹没在关卡之间。这些法则是根据当地再现的现象而制定的。热力学在牛顿定律的基础上进行了扩展，而测不准原理又一次强化了这些定律。