第10章 不确定性原理[第1页/共4页]

为了制止这明显荒诞的成果，德国科学家马克斯・普朗克在1900年提出，光波、X射线和其他波不能以肆意的速率辐射，而只能以某种称为量子的波包发射。别的，每个量子具有肯定的能量，波的频次越高，其能量越大。

如果人们乃至不能精确地测量宇宙现在的状况，那么就必定不能精确地预言将来的事件！我们仍然能够想像，对于一些超天然的生物，存在一族完整地决定事件的定律，这些生物能够不滋扰宇宙地观察宇宙现在的状况。但是，对于我们这些芸芸众生而言，如许的宇宙模型并没有太多的兴趣。看来，最好是采取称为奥铿剃刀的经济道理，将实际中不能被观察到的统统特性都割撤除。20世纪20年代，在不肯定性道理的根本上，海森伯、厄文・薛定谔和保罗・狄拉克应用这类手腕将力学重新表述成称为量子力学的新实际。在此实际中，粒子不再别离有很好定义的而又不能被观察的位置和速率。取而代之，粒子具有位置和速率的一个连络物，量子态。

粒子间的干与征象，对于我们了解原子的布局至为关头，后者是作为化学和生物的基元，以及由之构成我们和我们四周统统统统的构件。在本世纪（即20世纪――编者注）初，人们以为原子和行星环绕着太阳公转相称近似，电子（带负电荷的粒子）环绕着带正电荷的中间的核公转。人们觉得正电荷和负电荷之间的吸引力保持电子的轨道，正如同行星和太阳之间的万有引力保持行星的轨道一样。费事在于，在量子力学之前，力学和电学的定律预言，电子会落空能量并以螺旋线的轨道落向并终究撞击到核上去。这表白原子（实际上统统的物质）都会很快地坍缩成一种非常高密度的状况。丹麦科学家尼尔斯・玻尔在1913年，为此题目找到了部分的解答。他提出，或许电子不能在离中间核肆意远的处所，而只能在一些指定的间隔处公转。如果我们再假定，只要一个或两个电子能在这些间隔上的任一轨道上公转，因为电子除了充满最小间隔和最小能量的轨道外，不能进一步向里螺旋靠近，这就处理了原子坍缩的题目。

换言之，你对粒子的位置测量得越精确，你对速率的测量就越不精确，反之亦然。海森伯指出，粒子位置的不肯定性乘以粒子质量再乘以速率的不肯定性不能小于一个肯定量，该肯定量称为普朗克常量。并且，这个极限既不依靠于测量粒子位置和速率的体例，也不依靠于粒子的种类。海森伯不肯定性道理是天下的一个根基的不成躲避的性子。

这量子会扰动这粒子，并以一种不能预感的体例窜改粒子的速率。别的，位置测量得越精确，所需的波长就越短，单个量子的能量就越大，如许粒子的速率就被扰动得越短长。

不肯定性道理对我们的天下观有非常深远的影响。乃至到了70多年以后，很多哲学家还不能充分观赏它，它仍然是很多争议的主题。不肯定性道理使拉普拉斯的科学实际，即一个完整决定性论的宇宙模型的胡想寿终正寝：

很多人激烈地抵抗这类科学决定论的教义，他们感到这侵犯了上帝干与天下的自在。但直到20世纪初，这类看法仍被以为是科学的标给假定。这类信心必须被丢弃的一个最后的征象，是由英国科学家瑞利勋爵和詹姆斯・金斯爵士做的计算。他们指出一个热的物体――比方恒星――必须以无穷大的速率辐射出能量。遵循当时人们信赖的定律，一个热体必须在统统的频次划一地收回电磁波（诸如射电波、可见光或X射线）。比方，一个热体在每秒1万亿次颠簸至2万亿次颠簸频次之间的波收回和在每秒2万亿次颠簸至3万亿次颠簸频次之间的波一样的能量。而既然每秒颠簸数是无穷的，这意味着辐射出的总能量也必须是无穷的。