不确定性原理是一种物理定律吗 有可能发生变化吗

关于人类不确定性原理有以下回答：

提到量子力学，不确定性原理就是一个绕不开的话题。

不确定性原理非常直观地体现了量子力学和经典力学之间的差异，而且表述还非常简单。它既不像薛定谔方程那样需要微积分和分析力学的基础，也不像算符、矩阵那样需要线性代数的基础，基本上谁都能谈几句。但是，要想真正理解不确定性原理，就远没有看上去的那么简单了。

这种情况跟狭义相对论里的质能方程E=mc²很像，质能方程也是咋一看非常简单，似乎谁都能谈几句。但是，如果想真正理解质能方程，就必须深入狭义相对论语境，如果只是站在牛顿力学的角度，直接从字面意思来理解质能方程，那不可避免地就会带来各种误解（这些我在《你也能懂的质能方程E=mc²》里已经详细说了）。

不确定性原理是量子力学的产物，我们也只有深入量子语境才能真正理解它，如果只是从牛顿力学的视角，单从字面意思去理解它，一样会产生各种稀奇古怪的误解。

01常见的误解

不确定性原理的一个常见表述是“我们无法同时确定粒子的位置和动量”，有的地方还喜欢把“确定”替换为“测准”，说“我们无法同时测准粒子的位置和动量，你把粒子的位置测得越准，它的动量就越不准确，反之亦然”。

这就很容易让人这样理解不确定性原理：为什么我们无法同时测准位置和动量呢？因为如果这里有一个电子，你想测量它的位置就得用光子或者其它粒子去撞击它。你想把电子的位置测得越准就得使用波长越短的光（波长太长就直接绕过去了），而光的波长越短能量就越高，你用越高能量的光子去撞击电子，就会把电子撞飞得越快，这样电子的动量就更加不确定了。

于是，你觉得越想测准电子的位置，就会对它的动量产生越大的干扰，进而让它的动量更加不确定，反之也一样。许多人认为这就是无法同时确定电子的位置和动量的原因，并认为这就是不确定性原理想说的。

这种说法很流行，很多科普文都这样介绍不确定性原理，他们告诉你：正是因为你用光子测量电子位置的操作干扰了电子的动量，所以无法同时确定电子的位置和动量。

为什么这种说法会很流行呢？

第一，它看起来好像也没啥问题，而且通俗易懂，中学生都能理解；第二，不确定性原理的发现者——海森堡一开始也是这么理解的。也就是说，海森堡在一开始也认为是测量过程中不可避免的干扰导致了我们无法同时确定粒子的位置和动量。

我在《什么是量子力学？》里也讲过，许多量子力学的科普文其实都是在讲量子力学前25年的历史，既然是讲历史，那到了不确定性原理这里，自然就要讲一讲海森堡那些通俗易懂的思想实验。但是，如果你顺着历史再往后走几步，就会发现玻尔很快就批评了海森堡的这种思想，而海森堡自己也接受了。

也就是说，海森堡也只是在一开始是这样想的，他也只是在刚发现不确定性原理的时候觉得电子动量的不确定性是由于“测量电子位置带来的干扰”导致的，玻尔的批评很快就让他意识到这么想是不对的。

时至今日，随便翻开一本量子力学教材，里面大概率都会清清楚楚地告诉你：不确定性原理并不是由于测量导致的，它是粒子的固有性质，并不依赖于任何测量。

其实，测量是仪器和被测物体之间的一种相互作用，仪器在测量过程中肯定会对被测物体产生一定干扰，这在任何情况下都存在，并非量子力学特有的。这种仪器对被测物体的影响，在物理学上有另一个名字，叫观察者效应（Observer effect），它跟不确定性原理（Uncertainty principle）有本质的区别。

在经典力学里，物体的位置和动量在理论上是确定的，但测量过程多多少少会对被测物体产生一定影响，所以实际的测量总会存在一定误差。

但量子力学却是在理论上就认为物体在一般情况下不存在确定的位置和动量，而且无论处于什么状态（本征态也好，叠加态也好），你都没法同时确定物体的位置和动量。这跟测量的精度或者测量过程产生的扰动都无关，而这，才是不确定性原理想告诉我们的。

也就是说，对不确定性原理那种广为流传的解释其实是错的。他们把不确定性原理当成了观察者效应，认为是测量过程中的扰动造成了我们无法同时测准粒子的位置和动量，而没有意识到这种不确定性是理论上的，是粒子的固有性质，跟你测不测量无关。

人类不确定性原理有以下回答：

（1） 笛卡尔告诉我们，唯一的绝对的真理是：思考中的思考本身是真实的。

（2） 斯宾诺莎告诉我们，真实性，是指在主体中形成的自我描述。

（3） 辩证法告诉我们，世界是整体的，主体和客体的矛盾是世界的根本动力，并且在客体异化为主体的一部分后形成了真实性-----------宇宙的全部历史只是人的思想的展开。

（4） 哥德尔原理告诉我们，任何一个确定性的系统都存在它无法模拟的对象。

（5） 图灵原理告诉我们，宇宙的任何一个局部可以实现对其他任何局部的模拟。

（6） 不确定性原理告诉我们，所有的可能性都是平等的。

后面还有几个同样重要的原理，上述观点整合在一起，恰恰可以这么简单的描述：真实性只是我们人（主体世界）的像（描述），这种描述是永远无法完备的，即存在一个世界，它的一个局部形成了我们的主体世界，我们称之为真实性---------在我们的主体世界之外，恰如不确定原理的描述。

所有的可能性是平等的-----所有的态是叠加和混沌的-------佛教思想里称之为“空”---------即真实性只存在于我们的主体世界中------而我们探讨的真实世界，是指那个包含我们的主体世界和客体世界的那个背景世界：生成主体世界的某种机制。

4.2

后面我们将借助于不确定性原理简单的理解上帝理论：上帝的全能全善和全知，在不确定性原理下没有任何矛盾，而且恰恰体现了不确定性原理的精髓：人间的痛苦和欢乐在上帝眼里都是一致的--------人和人的之间的差异在上帝眼里并不存在。

你在某个宇宙是帝王，恰如你在某个宇宙只是一个乞丐-----------上帝的承诺和要求，并非是一种宗教形式，而仅仅是这样的一种要求：所有不同态（不同宇宙）的人，借助于“上帝”这个桥梁，而寻求到更多的联系和一致--------上帝理论是我们伟大祖先的贡献，只是被后人误读而已。

我们还将借助于不确定性原理来尝试着理解灵魂理论以及生命的意义--------似乎可以极其粗暴的理解为：灵魂恰恰是指人类生命的根本一致性，你个人的人生意义就是努力的让自己靠近而不是远离这种一致性----这还远远不够：我们需要塑造和寻求更好的一致性，而并不是被历史的固有的一致性所束缚-------当然，这种理解是极其肤浅和粗暴的。

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人类不确定原理是：首先说到不确定原理就不得不提海森堡，海森堡是哥本哈根派核心人物，而哥本哈根派最核心的观点就是：不存在一个确定的量子。

什么叫确定的量子？把它比作一个足球，你踢它一脚下一秒它必然是远离你而去。它是符合因果律的。也就是说知道了一个量子的初始值，比如它的速度，空间坐标等等你就能计算出它的过去和未来，这叫一颗确定的量子，它的初始值是有意义的。那么，“不存在一颗确定的量子”你就很容易理解了。

一颗皮球，你向前踢它一脚，下一秒它却出现在你的身后。奇怪不奇怪？量子就是这样的，它的初始值是没有意义的。而且人类现有手段也的却不能在“不影响量子的情况下”对它进行测量。

那么是人为测不准还是本来就不准确呢？

答案就是：都不是，是由干扰导致的，也就是客观不确定性。

其实“测不准原理”就是海森堡认为电子即是一种粒子，又是可被描述为一种波的粒子。总之，测不准原理简单来说就是我们可以测出电子的运动速度，也可以测出电子在某个给定时刻的具体位置，但是我们却无法同时知道这两样。

而且，这与我们所使用的测量工具的精度无关，这是宇宙的一种永恒性质。像速度和位置这样不可能同时测准的物理量有一个术语，叫作共轭物理量，类似的还有时间和能量等。

最初人们把无法精确测量归咎于仪器不够精确，测量手段太粗糙。人为这是“测不准”后来随着测量手段的改进，发现“测不准”是有精确公式可以描述的，一对儿不对易地量的测不准的量是有公式可以描述的。

所以，物理学家们开始猜测其实这是“不确定”。所以现在更倾向于测不准是一种内禀属性，是物质的重要属性。但是现在我们还没有能够证实哪一种看法是真的。不妨我们从量子力学的角度考虑，众所周知，量子力学的数学体系与物理世界存在着一种某种映射。物理世界的物理量，比如，坐标和动量，被映射为数学体系中的厄米算符。

若是这两个厄米算符是不对易，那么，从测量角度而言，不能同时测定。也就是动量和坐标无法同时测定，也就是所谓的“测不准原理”。这一测不准，并非技术的不可能，而是原理的不可能。从语言的准确性而言，其实用“不确定性原理”可能更好。因此，这是量子力学的数学体系的规定性使然。换而言之，是物理世界的规律使然。

结语：总之，不确定性就是量子世界的基本性质，与测定没有任何关系，他是粒子的物理量的叠加态，所以世界是确定还是不确定，取决于人类怎样看待这个世界？你认为确定，那就是确定，就是一种很客观的事实。

即人类不确定性法则：人们对于其生活的世界的认知是不可能同时满足真实性、完整性和连贯性的。

来自索罗斯的 一篇论文 “Fallibility, Reflexivity, and the Human Uncertainty Principle”。在这篇论文里，索罗斯尝试把他的投资“原则”总结出来，形成一套经济学理论。

在他的这套理论中，主要涵盖了两个要点：

第一，就是 Fallibility，可错性。

索罗斯认为，人们有可能弄清某件具体的事是怎么回事，但因为这个世界太过于复杂，所以，一旦有人试图总结规律，就会产生各种信息损失与误差，结果就是世人永远无法真的认清这个世界的真相。

第二，就是 Reflexivity，反身性。

即每个人的意识都会反过来作用于事情本身，从而产生叠加的循环，而因为可错性的影响，大多时候由于人的介入，事物的发展会越来越向偏离轨道的方向进展。

Social Capital 有篇文章在讲这个问题的时候举了一个很好的例子。

当你认识一个人的时候，如果提前听说这个人待人不友好，你就会在聊天的过程中全程戒备，但正是因为这种戒备，会让对方也难以正常交流，从而让你坚信了对方不友好的这个事实。

      不确定性才是人类的常态。从历史上来看，不确定性才是人类的常态，确定性实际上是一个例外，现在的社会都是一个确定的时代，你会确定你的明天会比今天更好，你会确定你的下一代会比你过得好。

      但是纵观整个人类历史来看的话，不确定性才是常态，确定性是例外。有一句古语“夏虫不可语冰”。夏天的小虫子你给他讲什么叫冰，是没有什么办法给他讲的，因为它完全听不懂，就它所有的经验来说地球的温度就是25度到35度之间，所以夏虫不知道什么是冰。

     不确定性不是无知而感到恐慌，而是知道地太多而不确定性。

简单来说，不确定性原理就是：

所以当警察叔叔说海森堡同学你超速了（知道了精确的速度），海森堡才会说“我现在不知道自己在哪里了”（因为速度和位置不可能同时被确定），这之所以是个玩笑是因为这个原理只在量子世界种才适用，如果海森堡同学是个原子、质子、中子或电子什么的，那他就不在开玩笑了。

这个原理能很好解释量子世界里面的一个现象，我们都知道电子围绕着原子核运动，带负电，而原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，带正电。正电和负电之间理应产生强大的吸引力，电子理应被紧紧吸在原子核上才对，为什么电子会隔着一定的空间在原子核周围转呢？

让我们用反证法和不确定性原理解释一下这个现象，假设电子被吸在原子核上了，那么它的位置不确定性就很低，甚至为0，根据不确定性原理，电子动量的不确定性就非常大，比如动量甚至 可能是无穷大 ，如果电子的动能巨大的时候，就会摆脱原子核的束缚，离开原子核，这个结论和电子在原子核周围的空间运动矛盾，所以电子不会被吸在原子核上，而是在它的周围运动。