非定域性有时也称为不确定性,是指某个或某组量不确定在其定义范围内更小的确定范围内的性质。在量子力学中,某个物理量不确定在其定义范围内更小的确定范围的性质,称为量子非定域性。不确定性原理(Uncertaintyprinciple),又称“测不准原理”、“不确定关系”,是量子力学的一个基本原理,由德国物理学家海森堡(WernerHeisenberg)于1927年提出。
意义
该原理表明:一个微观粒子的某些物理量(如位置和动量,或方位角与动量矩,还有时间和能量等),不可能同时具有确定的数值,其中一个量越确定,另一个量的不确定程度就越大。测量一对共轭量的误差(标准差)的乘积必然大于常数h2(h是普朗克常数)是海森堡在1927年首先提出的,它反映了微观粒子运动的基本规律以共轭量为自变量的概率幅函数(波函数)构成傅立叶变换对;以及量子力学的基本关系(Eh2,ph2k),是物理学中又一条重要原理。
理论背景
海森伯
海森伯在创立矩阵力学时,对形象化的图象采取否定态度。但他在表述中仍然需要使用“坐标”、“速度”之类的词汇,当然这些词汇已经不再等同于经典理论中的那些词汇。可是,究竟应该怎样理解这些词汇新的物理意义呢?海森伯抓住云室实验中观察电子径迹的问题进行思考。他试图用矩阵力学为电子径迹作出数学表述,可是没有成功。这使海森伯陷入困境。他反复考虑,意识到关键在于电子轨道的提法本身有问题。人们看到的径迹并不是电子的真正轨道,而是水滴串形成的雾迹,水滴远比电子大,所以人们也许只能观察到一系列电子的不确定的位置,而不是电子的准确轨道。因此,在量子力学中,一个电子只能以一定的不确定性处于某一位置,同时也只能以一定的不确定性具有某一速度。可以把这些不确定性限制在最小的范围内,但不能等于零。这就是海森伯对不确定性最初的思考。据...
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