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很多人都听说过这个量子物理原理，但并不是每个人都了解它的深奥和神奇。简单来说，我们永远无法知道一个物体在哪里以及它移动的速度有多快。这一原理不仅成为科学中的象征，而且成为艺术、文学、甚至体育讨论中的象征。
许多人认为这是由于测量过程影响了物体。但实际上一切都更有趣。我们宇宙中的一切都同时是粒子和波！
在量子世界中，“哪里”和“多快”的传统概念失去了意义。为了深入研究这个主题，让我们了解什么是粒子和波。
粒子是位于空间和时间中某一点的东西。想象一个图表，其中顶部是 100% 准确找到物体的概率，而在边缘则绝对为零。
波浪是空间中分布的扰动，就像扔石头后池塘水面上出现的圆圈一样。波有一个波长——相邻波峰或波谷之间的距离——但它们的确切位置无法指定。这就像试图精确定位整个池塘表面上某个特定波浪的位置。
在量子物理学中，物体的波长与其动量有关。这意味着快速移动或重物体的波长很短。在日常生活中，我们不会遇到普通物体（例如球）的波动特性。
它们的波长非常小，几乎不可能被注意到。但小粒子，例如原子或电子，可以具有足够长的波长，使它们对物理实验很有趣。
因此，对于纯波，可以测量波长，但不能测量位置；而对于粒子，可以准确确定位置，但无法确定其波长，因此无法确定动量。
要理解同时具有粒子（具有特定位置）和波（具有特定动量）属性的量子物体，请想象两个不同世界的连接。但这怎么可能呢？
秘密在于不同长度的波的总和。这个过程使我们的量子物体能够表现出不同的脉冲。当波浪合并时，会产生有趣的效果：在某些地方，波峰相互加强，形成强大的“波浪山”，而在其他地方，它们相互抵消。这会产生明显的波浪活动区域，其中散布着“安静”区域。
通过继续这个过程并添加更多的波，可以创建一个非常窄且集中在一个地方的波包。因此，我们得到了一个结合了粒子和波特性的量子物体。但这是有代价的：我们失去了准确确定物体位置和动量的信心。这就是行动中的量子不确定性！
在靠近波包中心的地方找到粒子的可能性很高。该数据包的创建需要多个波，这意味着粒子可以具有与这些波中的任何一个相对应的动量。因此，位置和动量现在都变得难以捉摸，而且它们的不确定性密切相关。
为了减少位置的不确定性（通过使波包更紧凑），必须包含更多的波，这会增加动量的不确定性。为了更好地确定动量，我们面临着更大的波包，因此位置的不确定性更大。
这就是海森堡测不准原理，由沃纳·海森堡于 1927 年首次提出。这种不确定性与我们的测量质量无关。它是粒子与波性质统一的必然结果。海森堡测不准原理告诉我们，物体属性的这种限制是宇宙结构所固有的。
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