什么是不确定原理？

不确定性(英语uncertainty) principle，德国物理学家沃纳·海森堡也被称为“测不准原理”（Werner Heisenberg）在1927年提出的理论是，你不能同时知道粒子的位置及其速度，粒子位置的不确定性，必然大于或等于普朗克常数（Planck constant）除以4π（ΔxΔp≥h/4π），这说明微观世界中的粒子行为与宏观物质有很大不同。

众所周知，力学是物理学的一个分支，研究物体运动的一般规律；它是物理学最基本的分支，也是最基本的学科。20世纪初，人们逐渐意识到公认的机械定律无法描述原子和亚原子粒子等极小物体的行为；他们对此感到困惑和不安，因为公认的定律在宏观物体（即比个体原子大得多的物体）中是完美和完美的。因此，为了解决这一问题，海森堡提出了反映粒子运动不确定性的原则。

不确定性原理表明，一个微粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角和动量矩，以及时间和能量等）不可能同时具有确定值。一个数量越确定，另一个数量的不确定性就越大。一对共轭量误差(标准差)的乘积必须大于常数h/4π(h是普朗克常数)，它反映了微粒运动的基本规律——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；量子力学的基本关系是物理学的另一个重要原理。

根据不确定原理，当测量相对准确的坐标时，动量将不再准确，动量值将扩散。例如，希格斯玻色子(英语Higs) boson）在粒子物理学中，其标准模型是一个被广泛接受的框架，它可以描述三种基本力，即强度、弱度和电磁力，以及构成所有物质的基本粒子；除了重力，它还可以合理地解释世界上大多数物理现象。2013年，大型强子对撞机（LHC）物理学家已经决定发现希子，它强烈支持空间中弥漫着一些希格斯场。

LHC紧凑渺子线圈在不确定原理的最新研究中（CMS）到目前为止，国际合作组对希格斯玻色子的质量分布-“宽度”进行了最准确的测量：3.2兆电子伏特。这与标准模型的预测一致，但比以前更准确，只指出其宽度必须小于9.2兆电子伏特。CMS团队希望在2026年获得对撞机第三轮运行后的数据，改进其计算，更深入地揭示希格斯玻色子的“庐山真面目”。

文/高伟光(作者:华南理工大学电子与信息学院)