沃纳·海森堡是20世纪德国物理学家,量子力学的主要创始人。测不准原理是海森堡的核心思想,他认为不确定性是自然本身的一种固有性质;具体到量子力学领域,表现为研究者不可能同时知道一个粒子的所有性质。
例如,测量粒子的位置能让研究者得知它的位置,但这种测量必然会干扰它的速度,且干扰的程度与位置测量的精度成反比。
海森堡测不准原理的提出,源于海森堡的一个思考:“粒子除了能级可以通过光谱观测的,还有什么东西也是可以观测的?”蔡定谔波动力学认为粒子轨道可以被观测,而海森堡测不准原理是对波动力学玻尔轨道理论的否定:原则上不可能无限精确地测量那个轨道;特别是,当电子在原子中运动的时候,更不可能去测量电子的轨道。
海森堡在完成上述论证后,用“几率”取代了波动力学给出的“轨道”选项。他认为光谱线的亮度,与电子从一个能级跳到另一个能级的几率有关。所以,海森堡最终回答了自己的思考:粒子除了能级,几率也可以被观测,几率才是量子力学重要的测量对象。
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