不确定性原理的诞生——4月22日科学史上的今天

2018-04-23作者:科学π工作室, 编著编辑:书问阅读



量子力学诞生后,很多日常经验被证明是不正确的,关于物理量的精确测量就是其中一例。


建成量子力学矩阵理论后,德国物理学家维尔纳·海森堡对许多惯有的说法和想法产生了怀疑,对这些问题的思考使他建立了“不确定性原理”。


1926年4月,海森堡在著名物理学家讨论会上做了关于矩阵力学的报告,介绍了矩阵力学特点,强调量子力学规律可以通过“测量”进行验证。会后他发现,物理量测量却有“不确定性”也就是“测不准关系”。电子位置的精确度与动量精确度的乘积是一个常量,即普朗克常量的1/2倍。他异常兴奋,意识到自己窥探到的是自然界的一个“惊天秘密”。随后写成论文“运动学与动力学量子理论感知要义”于1927年4月22日发表。海森堡推导的不确定原理公式说明当一个量测量得越精确,另一个量的误差就会加大,位置和动量不可能同时得到精确的值。


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事实上,这既不是测量仪器也不是测量方法的问题,而是宇宙不可改变的特性。海森堡意识到这一点,他从量子力学的矩阵规律中把这一特性从理论上揭示出来。随着量子理论发展,人们认识到海森堡“不确定性原理”在微观世界中的重要性,并逐渐发现了一系列不可同时精确测量的物理量。


“不确定性原理”是海森堡对量子力学做出的一项重要成果,被广泛地应用到高能物理、粒子物理、计算机、生物化学、哲学和经济学等领域,直接或间接地推动了这些领域的发展。



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作者科学π工作室 编著
出版清华大学出版社
定价99元
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