不确定性原理

首先，这个名字很容易让人误解，会认为“之所以测不准，是因为我们的测量问题”。但事实上并非如此。所谓的“测不准原理”更严谨的叫法应该是“不确定性原理”。

简单来讲，海森堡提出来的“测不准原理”（不确定性原理），并不是方式方法的问题，当然也不是一起的问题，而是量子世界的固有属性，内在秉性，量子世界的一切就是不确定的，与测量方式方法没有任何关系，无论多么精确的测量仪器，结果都是一样的。

不确定性原理，用公式表达就是：ΔxΔp≥h/4π

如何理解这个公式了，其实并不难。Δx位置的不确定性（变化值），Δp动量（速度）的不确定性，h为普朗克常数，π是圆周率。

说到量子力学，我们通常会听到这种观点：无法同时确定微观粒子的位置和速度。为何会这样呢？

其实公式中已经表现出来了。位置不确定性与速度不确定性的乘积必须大于等于一个常数，而这个常数是大于零的常数。虽然普朗克常数h很小，但再小也是大于零的。

这就意味着位置不确定性与速度不确定性两者都不能是零，否则公式就不成立了。不确定性不能为零，意味着微观粒子就是不确定的。

其实在宏观世界，这个公式也是成立的，只不过由于宏观世界的物体质量都很大（相比微观粒子），所以Δx与Δp都会很大，无论如何公式都是成立的。

除了位置与速度有这种关系，能量与时间同样有这样的关系，用公式表达就是ΔEΔt≥h/4π，ΔE代表能量的不确定性（变化值），Δt时间的不确定性。

其实能量与时间的这种不确定性才是量子力学的最大奥秘所在。量子世界里的诡异现象，比如说量子隧穿效应，还有量子涨落现象等都可以通过能量与时间的这种不确定性关系推导出来。

简单讲，当Δt足够小的时候，ΔE可以变得非常大，言外之意就是，在足够短的时间内，能量的变化值可以非常大，这也是为什么微观粒子有一定的几率穿越能量势垒的限制，瞬间穿越我们认为不可能的势垒限制，实现量子隧穿。

用宏观世界理解量子隧穿是这样的，你要翻过一座山，就必须从山脚爬到山顶，然后再回到山脚下，这个过程中你需要消耗能量来完成，这个能量就是“能量势垒”，只有达到或者超过这个“势垒”你才能翻过那座山。

但是按照量子力学的思维，在足够短的时间内，你有一定几率瞬间穿过到山的另一边，不需要爬到山顶。就像在现实世界面对一堵10米高的墙，无论如何你都翻越不过去，但只要时间足够短，你就有一定几率直接穿过那堵墙。

说白了，在时间足够短的情况下，任何事情都会发生，而且最终一定会发生。

理解了这点，真空中的量子涨落现象就很好理解了，在极短的时间内，虚粒子对可以凭空出现，然后瞬间湮灭归还能量，这并不违反能量守恒定律。

量子涨落现象，可以帮助我们更好地理解宇宙大爆炸时的“无中生有”。当Δt足够小的时候（时间变化足够小），ΔE（能量变化）就可以无限大，理论上甚至可以达到引发宇宙大爆炸。只不过这种情况发生的几率非常小，而且需要极其漫长的时间才有可能发生一次。但按照量子力学的诠释，任何有可能发生的事情，最终一定会发生。而在宇宙大爆炸之前是没有时间的，所以宇宙大爆炸的发生注定是必然的！