根释不确定性原理

前 言

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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！