海森伯不确定性原理_宇宙时间奥秘
在海森伯对量子力学的发展中，出现了另一个使人惊奇的特点。这就是他 1927 年提出的著名的“不确定性原理”。这一原理断言，自然界中存在一个测量精度的极限。设想一个像电子那样的物体从空间中飞过。按照经典物理学，它具有位置和动量，这两者可以被同时测量。而海森伯的原理简单说来，就是表明在亚原子领域，不可能同时精确地知道电子的位置和动量。如果想测量出某一时刻的准确位置，则它的动量（或者等效地，它的速度）就不能确定，反之亦然。
这个原理反映出波粒二象性佯谬：位置完全是一种粒子的典型性质，而波却没有准确的定位。波的特性知道得越多，可以谈论的粒子属性就越少。为了理解这一点，可以想象，当测量一个电子的位置时，会发生什么情况。例如，我们可以利用一个光子从电子处反射回来而做这个测量。虽然我们可以在某种确定的程度上，从光子最终的轨迹来推断电子的位置，但是，在这个过程中，我们已经把数量不明的动量从光子转移到了电子身上。日常生活中也有类似的例子：测量一只轮胎的压力时，必然会使得一些空气逸出，从而使压力发生了改变。
总的说来，不确定性原理意味着，我们对一个量测量得越准，则另一个“共轭”量的不确定性就越大。把这两个不确定性联系起来的常数，又是我们的老朋友普朗克常数。因为它是如此之小，所以对于宏观物体，例如像台球或者牛顿的苹果，它实际上相当于零。因此对于牛顿（以及相对论）力学所描述的物体，同时测量位置和速度并不受到限制。
海森伯的原理对时间的测量产生了一个后果。正如在任何情况下，
我们不可能同时知道一个亚原子粒子的位置和动量一样，当我们在一段
给定的时间间隔内测量能量时，这也有一个对测量精度的限制。按照不
确定性原理，能量与时间之间的关系，和位置与动量之间的关系是一样
的。对一个处在某一特定量子态的原子，能量的精确测量，必然要以原
子处在这个量子态的时间——也就是它的寿命——的不确定性作为代
价。反之，如果它的寿命已经知道得很准确，则它的能量就很不确定了。
能量—时间的不确定性原理，对于宇宙学会有重要影响，我们稍后会看
到这一点。有些人认为，这可能就是时间如何能够开始“滴答”的关键。
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