27、神秘莫测的量子论（5）在线免费阅读_有关八戒的那些事儿科学生活

我们说，当人们不再去学海森堡那复杂无比的矩阵力学的时候，其实，那里面还藏着一个天大的秘密，因为自己对自己创造出来的东西最独有情钟，所以这个秘密由海森堡独自发现就不足为奇了。
话说，当年海森堡把电子的动量p(质量和速度的乘积)用一种表格来表示，把电子的位置q也用一种表格来表示。接着，他用p乘以q，得到一个值;也许是为了验算，也许是出于一种好奇，也许是出于一种习惯，海森堡又反过来算一遍，用q乘以p，结果发现，p×q竟然不等于q×p，呵呵，肯定算错了，再来一遍吧，虽然费力，但谁叫他粗心呢？粗心就得付出代价！于是海森堡又很抑闷地算了一遍，结果又发现，p×q还是不等于q×p。呵呵，怪了，奇了，抑闷了，这宇宙中竟然还有不符合乘法交换律的东东？大家都知道，长乘以宽肯定等于宽乘以长，这是乘法交换律。海森堡又不信，又来了一遍，结果依然如故！看来海森堡并不粗心，“这里面肯定有问题，而且是大问题！”海森堡这样想到，他想啊想啊，“p×q不等于q×p”到底表示什么意思呢？他想了很久很久……忽然，不经意间一阵剧烈的兴奋向他袭来，随着内心的剧烈跳动，他终于豁然开朗！p×q不等于q×p表示的意思是:测量顺序不一样，测量结果就会不一样！
比如，我们先测量电子的动量p，再来测量电子的位置q，其结果并不等于先测量位置，再来测量动量。为何会出现这种问题呢。“除非我们的测量会干扰电子。”海森堡又这样想到。他的确想到了关键处。我们的测量的确会给被测量的东西带来干扰。想像一下，有一个电子在我们面前，现在我们想测量他的位置，怎么测量呢？还能怎么测量，向他发射光子呗。就像现实中一样，我们若想看见一个人，就必须有光照在这个人身上。我们之所以能看见这个人，是因为无数的光子打在那人身上后发生反射(也可以理解为反弹)，当反射回来的光子进入我们眼睛，于是就被我们所看见了。没有任何光源，我们就看不见任何东西。
我们向电子发射一光子，当光子打在电子身上后反射到某种仪器上，于是我们就可以判断出电子在哪了。好，我们现在再去测量电子的速度，咦，奇怪了，电子不见了，他刚才还在，怎么突然就不见了！难道他真的是幽灵？或者是传说中的鬼？不可能，信什么也别信有鬼！哦，终于知道了，电子被光子打飞了！
对于宏观物体，比如导弹，我们向它发射激光，激光对导弹的影响很小很小，但电子就不同了，他是如此的小，光子打在他身上也许就相当于一个足球打在篮球上。篮球肯定会被打飞的。也就是说，在量子的世界里，或者说在微观的世界里，我们的测量肯定会对测量的对象造成干扰！甚至，在宏观上我们也是可解释的。比如，我们想测量一桶热水的温度，于是我们向桶里插入温度计，那么，得到的读数就真的是热水的温度吗?当然不是，因为我们插入的温度计这个测量工具会吸收热水的少部分热量，导致水温下降。所以无论我们如何测，都不可能得到一个完全真实的温度！
p×q不等于q×p这个式子表示，我们无法同时测量一个电子的动量和位置！也就是说，我们可以知道电子的位置，也可以知道电子的速度，但我们永远也别想同时精确地知道电子的速度和位置！当我们精确地知道电子的位置时，就只能得到一个模糊的动量，反之亦然。就是说，位置测得越准, 动量就会测得越不准；而当速度测得越准时，位置就会越模糊。
八戒:“不可能，没有永远办不到的事，假设我们同时测量动量和位置呢。”
这也不行，因为理论限制了我们这么做。而p×q不等于q×p就是理论。理论决定了我们能看到什么，也同时决定了我们不能看到什么。
唐僧:“呵呵，因为我们没有这个技术，就把责任推到理论身上，好玩。其实呀，就算物理学家们说，我们能同时观测到电子的动量和位置，只是现在我们还没有这种能力！如果这样说的话，那我们也不会认为物理学家们多么无能，更不会影响他们在我们心目中的伟大形象。我想，等以后技术发达了，同时测量电子的位置和速度是不成问题的。我们能用一颗导弹去击中另一颗导弹，我就不信，我们不能把小小电子的速度和位置同时测出来。”
我们以前说过，怀疑什么也别怀疑数学！不能同时测量电子的位置和速度，这绝不是因为我们的技术问题，更不是什么误差问题。这是由于理论上的限制。就像我说:“我们永远也找不到一个比零大的最小的数！”结果你偏不信，非得去找，可以肯定，就算你能活到宇宙终结的那一天，你也是找不到的。

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