從事物本質來想，不確定性表示即可能又不可能，突出了事物的兩面性。沒有透過實踐證明的原理，在理論上都存在著不確定性。可知也是透過實踐的基礎上，才會預到事物的可知性。簡單點就是實踐出真知，理論不可知。

導讀：本章摘自獨立學者靈遁者量子力學科普書籍《見微知著》。此文旨在幫助大家認識我們身處的世界。世界是確定的，但世界的確定性不是我們能把我的。

1923年，法國物理學家路易·德布羅意在光的波粒二象性，以及布里淵為解釋玻爾氫原子定態軌道所提出的電子駐波假說的啟發下，開始了對電子波動性的探索。

他提出了實物粒子同樣也具有波粒二象性的假說，對電子而言，電子軌道的周長應當是電子對應的所謂“位相波”波長的整數倍。德布羅意在他的博士論文中闡述了這一理論，但他同時認為他的電子波動性理論所描述的波的概念“像光量子的概念一樣，只是一種解釋”，因此真正的粒子的波函式的概念是等到薛定諤建立波動力學之後才完備的。另外，德布羅意在論文中也並沒有明確給出物質波的波長公式，雖然這一想法已經反映在他的內容中。

德布羅意的博士論文被愛因斯坦看到後得到了很大的讚許，愛因斯坦並向物理學界廣泛介紹了德布羅意的工作。這項工作被認為是統一了物質粒子和光的理論，揭開了波動力學的序幕。

1927年，貝爾實驗室的克林頓·戴維孫和雷斯特·革末進行了著名的戴維孫-革末實驗，他們將低速電子射入鎳晶體，觀測每一個角度上被散射的電子強度，所得的衍射圖案與布拉格預測的X射線的衍射圖案相同，這是電子也會像波一樣發生衍射的確鑿證明。特別地，他們發現對於具有特定能量的入射電子，在對應的散射角度上散射最明顯，而從布拉格光柵衍射公式得到的衍射波長恰巧等於實驗中具有對應能量電子的德布羅意波長。

左圖為：維爾納·海森堡

有別於舊量子論的現代量子力學的誕生，是以1925年德國物理學家維爾納·海森堡建立矩陣力學和奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤建立波動力學和非相對論性的薛定諤方程，從而推廣了德布羅意的物質波理論為標誌的。

矩陣力學是第一個完備且被正確定義的量子力學理論，透過將粒子的物理量闡釋為隨時間演化的矩陣，它能夠解釋玻爾模型所無法理解的躍遷等問題。矩陣力學的創始人是海森堡，另外他的德國同胞馬克斯·玻恩和帕斯庫爾·約當也做出了重要工作。

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1924年，23歲的海森堡還只是哥廷根大學未取得終身教職的一名年輕教師，他於同年九月應玻爾的邀請來到哥本哈根進行六個月的交流訪問，此間海森堡受到了玻爾和他的學生漢斯·克拉莫斯等人的深刻影響。1925年海森堡回到哥廷根，在五月之前他的工作一直是致力於計算氫原子譜線並試圖只採用可觀察量來描述原子系統。同年六月為了躲避鼻炎的流行，海森堡前往位於北海東部並且沒有花粉侵擾的黑爾戈蘭島。在那裡他一邊品味歌德的抒情詩集，一邊思考著光譜的問題，並最終意識到引入不可對易的可觀察量或許可以解決這個問題。

其後他在回憶中寫道：“當時正是凌晨三點，最終的計算結果即將出現在我面前，起初這讓我深深震撼了。我非常興奮以至於無法考慮睡覺的事，於是我離開房間前往岩石的頂端等待朝陽。”我們可以想象一下，他的高興，他的喜悅是如此不可抑制。

在海森堡的理論中，電子不再具有明確的軌道，他從而意識到電子的躍遷機率並不是一個經典量，因為在描述躍遷的傅立葉級數中只有頻率是可觀察量。他用一個係數矩陣取代了經典的傅立葉級數，在經典理論中傅立葉係數表徵著輻射的強度，而在矩陣力學中表徵強度的則是位置算符的矩陣元的大小。

海森堡理論的數學形式中系統的哈密頓量是位置和動量的函式，但它們不再具有經典力學中的定義，而是由一組二階（代表著過程的初態和終態）傅立葉係數的矩陣給出。

玻恩在閱讀海森堡的理論時，發現這一數學形式可以用系統化的矩陣方法來描述，這一理論從而被稱作矩陣力學。於是玻恩和他的助手約爾當一起發展了這種理論的嚴謹數學形式，他們的論文在海森堡的論文發表六十天後也公佈於眾。

同年11月16日，玻恩、海森堡和約爾當三人又聯合發表了一篇後續論文，論文將情形推廣到多自由度及含有簡併、定態微擾和含時微擾，全面闡述了矩陣力學的基本原理：

1. 所有的可觀察量都可用一個厄米矩陣表示，一個系統的哈密頓量是廣義座標矩陣和與之共軛的廣義動量矩陣的函式。

2. 可觀察量的觀測值是厄米矩陣的本徵值，系統能量是哈密頓量的本徵值。

3. 廣義座標和廣義動量滿足正則對易關係（強量子條件）。

4. 躍遷頻率滿足頻率條件。

如上所述，海森堡的矩陣力學所基於的觀念是，電子本身的運動是無法觀測的，例如在躍遷中只有頻率是可觀察量，只有可觀察量才可被引入物理理論中。因此如果不能設計一個實驗來準確觀測電子的位置或動量，則談論一個電子運動的位置或動量是沒有意義的。

1927年，海森堡從位置和動量的共軛對易關係推匯出了兩者的不確定性之間的關係，這被稱作不確定性原理。海森堡設想了一個理想實驗，即著名的海森堡顯微鏡實驗，來說明電子位置和動量的不確定性關係；以及透過施特恩-蓋拉赫實驗來說明自旋的幾個正交分量彼此之間的不確定性關係。

不過，玻爾雖然對海森堡的不確定性原理表示贊同，卻否定了他的理想實驗。玻爾認為不確定性原理其實是波粒二象性的體現，但實驗觀測中只能展示出粒子性或波動性兩者之一，即不可能同時觀測到電子的粒子性和波動性，這被玻爾稱作互補原理。

海森堡的不確定性原理、玻爾的互補原理和波昂的波函式統計詮釋以及相關聯的量子觀念，構成了被當今物理學界最為認可的量子力學思想——哥本哈根詮釋。

摘自獨立學者靈遁者量子力學科普書籍《見微知著》

本題探討“不確定原理”與“宇宙可知論”之間的關聯。以下是我的分析。

量子論基於兩個實驗方程：一是海森堡的測不準公式：ΔxΔp≥h/4π...(1)。二是愛因斯坦光電效應方程：Ek=½mv²=h(f-f0)...(2)。

據海森堡論文大意：由於測量儀必需電磁輻射來檢測並且也會破壞微觀粒子的原有狀態，其測量誤差不可避免侷限在公式(1)的範圍，這就視同可以把粒子的原有狀態看成是不確定的。

換句話說，微觀粒子的運動狀態是不可能測定的，只能透過機率與統計方法，即唯象方法論來處理。無獨有偶，熱力學的遊戲規則也是這麼玩的，而且卓有成效。

這麼說來，量子論的統計學原理，尤其是波函式與薛定諤方程，是符合科學邏輯的。在凝聚態物理的能帶理論中也用得挺好。

麻煩的是，他們無限誇大了測不準公式，構造了一套神邏輯。

他們認為：包括電子、質子、中微子、光子、介子、引力子、虛粒子等所有量子，都是可以任意不確定的。

他們斷言：所有粒子不可以自轉，不可以旋轉半徑，不可以有運動軌跡。但是，它們有能級量子數、自旋角動量數、軌道角動量數。一切經典物理規律在量子領域幾乎失效。

他們規定：量子有同時正反轉的魔幻術，有同時身處兩處的分身術。一個量子有幾個參量的疊加態，幾個量子的疊加態有n個糾纏態，所有這些態，皆可作為量子位元進行神秘超算。

不妨設問：電子的自旋角動量φ1與軌道角動量最φ2能否疊加一個“自軌態函式φ3”？電子路徑φ4與電子磁矩φ5疊加一個“路矩態函式φ6”？僅僅這6個態函式，究竟是各自獨立的，還是糾纏不清的？能作為量子位元麼？

當然，構造任意一個函式是數學家的本事，但請不要把建構函式強加於物理世界。這恐怕是是量子計算機幾十年難產，乃至最終免不了胎死腹中的結局。

再看愛因斯坦的光電效應方程，電子逃逸後剩餘動能Ek就是照射頻率f超出截止頻率f0的輻射能，符合經典論的能量定律，同時證實並提出光量子與光電子，把電磁波量子化，有質量、有頻率、有速度，都是確定性引數，沒有不確定原理的那個意思。

誇大測不準公式，還有更為奇葩的衍生品：具有分身術的多平行宇宙。具有糾纏術的純意識宇宙。這些神宇宙，全憑思想實驗（≡閉門造車），沒有任何證據，斷然是不可認知的。

量子論的偉大貢獻是：在光電效應方程的模範下，對各種物質波、介質波、場物質進行量子化處理，進而探討它們的本徵引數，即內秉的物理屬性，諸如：質量、勢能、動能、角動量、磁矩、體積、半徑。

量子論的重大瑕疵是：在測不準公式的誤導下，把測不準誇大為不確定，否定因果律與過程論，弄出一系列不可知的神邏輯、神量子與神宇宙。