深层解读海森堡测不准原理，里面蕴藏的宇宙奥秘让人惊叹！

海森堡测不准原理是量子物理中几大延伸至普通流行文化中的思想之一，这个思想是说你永远不可能同时知道一个物体的准确位置和准确速度，并作为隐喻频频出现于文学批判，甚至体育评论中！

测不准原理经常被解释为测量的结果，也就是测量一个物体的位置时，你改变了它的速度，反之亦然。而真正的起源比这要深奥得多，而且也更让人惊异。

测不准原理存在的理由是因为宇宙中所有的东西都同时表现出粒子和波的形态。在量子科学里，一个物体的准确位置和准确速度没有任何意义。要想搞懂这些，我们需要思考表现出粒子或波的形态的意义。

粒子的定义是于时间中任何一瞬间存在于唯一一个地方，我们可以将它用图表描绘出来，显示着找到这个物体在某个位置的可能性，100%在某个位置，0%在其他所有位置。

而波是空间中散开的干扰，就像池塘上覆盖着的涟漪，我们可以清楚地识别出波型整体的特征，最重要的是它的波长，也就是相邻两个波峰之间的距离，或是两个相邻的波谷。但是我们不能将其分配到一个未知上，它在一个位置上的可能性很小。

波长是量子物理的基本，因为一个物体的波长与它的动量息息相关，动量是质量乘以速率。一个移动得很快的物体有很大的动量，相应的波长就非常短。一个很重的物体即使速度不快，但是它也有很大的动量，同样波长也非常短。

这就是为什么我们注意不到日常物体波的本质。如果你将一个棒球向上扔的话，它的波长是10的负33次方米，小得完全无法发现。

但是微小的物体，比如原子核电子，有足够大的波长，可以用物体实验来测量。所以如果我们有一个纯波，我们可以测量出它的波长，并以此推出它的动量，但是它没有位置。我们可以很好地测量出一个粒子的位置，但是它没有波长，所以我们不知道它的动量。

要得到一个同事有位置和动量的粒子，我们需要融合着两种思想，也就是画出一个有波的图表，但是只在一个小区域内有波，要怎么才能做到呢？

答案是将不同波长的波组合在一起，也就是给我们的量子物体一些有不同动量的可能性。当我们将两个波加在一起时，我们发现有些地方波峰对齐，创造出一个更大的波，而其他地方则是一个波的波峰抵消了另一个波的波谷。

结果就是有些地方我们可以看到波，中间隔着一段空白。如果我们加入第三个波，这些波相互抵消的地方则更大，加入第四个则会变得更大，而有波的区域越来越小。

如果我们继续加入波，就可以创造出一个波包，在小区域内由一个明确的波长，而这就是一个本质同时是粒子和波的量子物体！

但是为了达到这点，我们必须要放弃对于位置和动量的确定性，它的位置并没有被限制到一个点上，在波包中心附近找到它的可能性很大，而且我们时将很多波加在一起创造出的波包，也就是说测量出的动量有可能对应其中任何一个波的动量！

位置和动量都是不确定的，并且这两个不确定性是连接的。如果你想减少位置的不确定性，则要做出一个更小的波包，也就是加入更多的波，也就是更大的对动量的不确定性。而而如果你想要更确定的动量，则需要一个更大的波包，也就是更大的对位置的不确定性！

这就是海森堡测不准原理，被德国物理学家沃尔纳-海森堡在1927年第一个提出。这种不确定性并不是测量方法的好与坏，而是将物质粒子与波的本质和在一起后不可避免的结果。测不准原理并不是测量的一个实际限制，而是一个物体性质的限制，是宇宙基本结构的一部分！