微觀世界里，粒子的位置和速度不能同時(shí)確定，究竟是什么原因?qū)е铝宋⒂^世界里粒子的這一特性呢？

簡(jiǎn)單說(shuō)，這是微觀世界的固有屬性。

不確定性原理由物理學(xué)家海森堡提出，它揭示了微觀世界中一個(gè)固有的屬性。用一個(gè)簡(jiǎn)潔的公式來(lái)描述就是：ΔxΔp≥h/4π 。

在這個(gè)公式里，Δx 代表微觀粒子位置的不確定性，Δp 代表微觀粒子速度（動(dòng)量）的不確定性，h 是普朗克常數(shù)。

這一公式明確表明，微觀粒子速度的不確定性與位置的不確定性乘積必然不小于一個(gè)常數(shù)。

也就是說(shuō)，如果我們?cè)噲D精確確定一個(gè)微觀粒子的速度，那么它位置的不確定性就會(huì)增大；反之，若我們想精準(zhǔn)測(cè)量粒子的位置，其速度的不確定性就會(huì)變得難以控制。

這就如同魚和熊掌不可兼得，微觀粒子的位置和速度無(wú)法同時(shí)被精確知曉。

在我們的宏觀世界里，觀測(cè)一個(gè)物體似乎并不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生顯著影響。

例如，我們用眼睛觀察一輛行駛的汽車，汽車的速度和位置并不會(huì)因?yàn)槲覀兊挠^察而發(fā)生改變。然而，微觀世界卻截然不同。

我們觀測(cè)任何事物，無(wú)論是通過(guò)眼睛直接觀察，還是借助精密儀器，都離不開(kāi)光。光具有波粒二象性，當(dāng)光照射到物體上時(shí)，一定會(huì)對(duì)物體自身造成一定程度的影響，從而改變物體的狀態(tài)。

在宏觀世界中，由于光線照射到宏觀物體上的影響微乎其微，一般情況下我們能夠同時(shí)較為準(zhǔn)確地確定物體的速度和位置。

但在微觀世界，情況就變得復(fù)雜得多。微觀粒子的質(zhì)量極其微小，即便是光子，當(dāng)它與微觀粒子相互作用時(shí)，也會(huì)對(duì)微觀粒子產(chǎn)生不可忽視的影響，改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這就好比用一顆小石子去撞擊一個(gè)微小的塵埃，塵埃的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)因這一撞擊而發(fā)生明顯改變。

同時(shí)，科學(xué)家在測(cè)量微觀粒子時(shí)面臨著一個(gè)技術(shù)限制。

由于我們只能通過(guò)反射出來(lái)的光線來(lái)獲取物體的信息，而光的波長(zhǎng)限制了測(cè)量的精度。想要測(cè)量到粒子更精確的位置，理論上光的波長(zhǎng)越短越好。然而，光的波長(zhǎng)越短，其動(dòng)量就越大，對(duì)微觀粒子速度的影響也就越大，使得粒子速度的不確定性顯著增加。

例如，假設(shè)我們使用一束短波長(zhǎng)的光去探測(cè)一個(gè)微觀粒子的位置，雖然這束光能夠讓我們更清晰地 “看到” 粒子的位置，但同時(shí)也會(huì)像一個(gè)大力士猛推一把一樣，極大地改變粒子原本的速度，讓其速度變得更加難以捉摸。

不確定性原理不僅僅局限于位置和速度的不確定性，它在微觀世界中還有著更為廣泛的體現(xiàn)。例如方位角與動(dòng)量矩的不確定性，以及能量與時(shí)間的不確定性同樣滿足這一原理。

以能量與時(shí)間的不確定性為例，當(dāng)能量越確定時(shí)，時(shí)間就越不確定；當(dāng)時(shí)間越確定時(shí)，能量就越不確定。這意味著在極短的確定時(shí)間里，能量會(huì)顯得非常不確定，甚至理論上能量可以非常高，從而能夠超越 “能量勢(shì)壘”，完成量子隧穿。

用一個(gè)宏觀世界的例子來(lái)類比，假設(shè)你最多只能越過(guò) 2 米高的墻，“2 米” 就是你的 “能量勢(shì)壘”，在經(jīng)典物理的認(rèn)知中，無(wú)論如何你都不可能越過(guò)這堵墻。

但按照量子力學(xué)不確定性詮釋，在某一個(gè)極短的瞬間，你完全有可能瞬間穿越那堵墻，來(lái)到墻的另一面。

只不過(guò)在現(xiàn)實(shí)的宏觀世界中，這種事情發(fā)生的幾率實(shí)在太小了，小到幾乎可以被認(rèn)為是不可能發(fā)生的。但在微觀世界里，這種基于不確定性原理的量子隧穿現(xiàn)象卻是真實(shí)存在的，它進(jìn)一步體現(xiàn)了微觀世界與宏觀世界的巨大差異。