沃(wo)納·卡(ka)爾(er)·海森堡(bao)(德文(wen)原名(ming)(ming):Werner Karl Heisenberg,1901年12月(yue)5日—1976年2月(yue)1日),男,德國著名(ming)(ming)物理(li)學(xue)(xue)家,量子(zi)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)主要創始人(ren)(ren),哥本(ben)哈根學(xue)(xue)派的(de)(de)代表(biao)人(ren)(ren)物,1932年諾(nuo)貝爾(er)物理(li)學(xue)(xue)獎獲得者。量子(zi)力(li)學(xue)(xue)是整(zheng)個科學(xue)(xue)史(shi)上最重要的(de)(de)成就(jiu)之一(yi),他的(de)(de)《量子(zi)論的(de)(de)物理(li)學(xue)(xue)基(ji)礎(chu)》是量子(zi)力(li)學(xue)(xue)領域的(de)(de)一(yi)部(bu)經典著作(zuo)。鑒于他的(de)(de)重要影響(xiang),在美(mei)國學(xue)(xue)者麥克·哈特所著的(de)(de)《影響(xiang)人(ren)(ren)類歷史(shi)進(jin)程的(de)(de)100名(ming)(ming)人(ren)(ren)排行(xing)榜》,海森堡(bao)名(ming)(ming)列第43位。
海森(sen)堡是繼愛(ai)(ai)因(yin)斯(si)坦之后最(zui)(zui)有(you)作(zuo)為的(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)家(jia)之一(yi)(yi)。與愛(ai)(ai)因(yin)斯(si)坦受普朗克的(de)(de)(de)(de)(de)量子理(li)(li)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)啟發而提出了(le)(le)光量子假設一(yi)(yi)樣,海森(sen)堡也是得(de)益于(yu)(yu)愛(ai)(ai)因(yin)斯(si)坦的(de)(de)(de)(de)(de)相對論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)思路而于(yu)(yu)1925年(nian)(nian)創(chuang)立(li)起(qi)了(le)(le)矩(ju)陣力(li)(li)學(xue),并提出不確定性(xing)原(yuan)理(li)(li)及矩(ju)陣理(li)(li)論(lun)(lun)。量子力(li)(li)學(xue)是人們研究(jiu)微觀世界必不可少的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)力(li)(li)工(gong)具(ju)。由于(yu)(yu)對量子理(li)(li)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)新貢獻,他于(yu)(yu)1932年(nian)(nian)獲(huo)得(de)了(le)(le)諾(nuo)貝(bei)爾物理(li)(li)學(xue)獎(jiang)。海森(sen)堡還完成(cheng)了(le)(le)核反(fan)應堆理(li)(li)論(lun)(lun)。由于(yu)(yu)他取(qu)得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)上述巨大成(cheng)就(jiu),使他成(cheng)了(le)(le)20世紀最(zui)(zui)重要的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)(lun)物理(li)(li)和原(yuan)子物理(li)(li)學(xue)家(jia)。公元1901~公元1976,德(de)國物理(li)(li)學(xue)家(jia)維爾納·卡爾·海森(sen)堡由于(yu)(yu)在(zai)取(qu)得(de)整(zheng)個(ge)科學(xue)史(shi)上的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)重要的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)就(jiu)之一(yi)(yi)——量子力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)創(chuang)立(li)中所起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),于(yu)(yu)1932年(nian)(nian)獲(huo)得(de)諾(nuo)貝(bei)爾物理(li)(li)獎(jiang)。
力(li)(li)學(xue)(xue)是研究(jiu)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)運(yun)動普遍(bian)規律(lv)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)分支(zhi)(zhi)。它是物(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)的(de)(de)最(zui)基(ji)本(ben)分支(zhi)(zhi),又是最(zui)基(ji)礎(chu)學(xue)(xue)科。在20世紀初(chu)的(de)(de)年月里(li),人們逐漸認(ren)(ren)識到(dao)公認(ren)(ren)的(de)(de)力(li)(li)學(xue)(xue)定律(lv)不(bu)能描寫(xie)極其微小物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)如(ru)原子和亞原子粒子的(de)(de)行為;他(ta)們對此感到(dao)迷惑不(bu)解,忐忑不(bu)安,因(yin)為公認(ren)(ren)的(de)(de)定律(lv)應用于宏觀物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(即比個(ge)體(ti)原子大得多的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti))時是白璧無瑕,完(wan)美無缺(que)的(de)(de)。
第二次(ci)世界大戰開(kai)(kai)始后,迫于納粹德(de)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)威脅,丹麥的(de)(de)(de)大物理學(xue)家(jia)玻(bo)爾離開(kai)(kai)了(le)(le)心愛(ai)的(de)(de)(de)哥本哈根理論物理研究所,離開(kai)(kai)了(le)(le)朝夕相處的(de)(de)(de)來自世界各地(di)的(de)(de)(de)同事,遠(yuan)赴美國(guo)(guo)。德(de)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)許多科學(xue)家(jia)也紛(fen)紛(fen)背井離鄉(xiang),堅決不(bu)與納粹勢力妥協(xie)。然而,有一(yi)(yi)位(wei)同樣(yang)優秀的(de)(de)(de)物理學(xue)家(jia)卻(que)留(liu)下來了(le)(le),并被(bei)納粹德(de)國(guo)(guo)委以重任(ren),負責領(ling)導研制(zhi)原(yuan)子(zi)彈(dan)的(de)(de)(de)技(ji)術工作,遠(yuan)在異鄉(xiang)的(de)(de)(de)玻(bo)爾憤怒(nu)了(le)(le),他(ta)(ta)與這(zhe)位(wei)過去的(de)(de)(de)同事產生了(le)(le)尖銳的(de)(de)(de)矛(mao)盾(dun),并與他(ta)(ta)形(xing)成了(le)(le)終生未(wei)(wei)能化解(jie)的(de)(de)(de)隔閡。有趣的(de)(de)(de)是(shi)(shi),這(zhe)位(wei)一(yi)(yi)直未(wei)(wei)能被(bei)玻(bo)爾諒解(jie)的(de)(de)(de)科學(xue)家(jia)卻(que)在1970年(nian)獲得了(le)(le)“玻(bo)爾國(guo)(guo)際獎章”,而這(zhe)一(yi)(yi)獎章是(shi)(shi)用(yong)(yong)以表彰“在原(yuan)子(zi)能和(he)平利(li)用(yong)(yong)方(fang)面做(zuo)出了(le)(le)巨大貢獻的(de)(de)(de)科學(xue)家(jia)或工程(cheng)師”的(de)(de)(de)。歷(li)史在此(ci)開(kai)(kai)了(le)(le)個巨大的(de)(de)(de)玩笑(xiao)(xiao),這(zhe)玩笑(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)主人公就(jiu)像他(ta)(ta)發(fa)現的(de)(de)(de)“不(bu)確定性原(yuan)理”一(yi)(yi)樣(yang),一(yi)(yi)直讓人感到困(kun)惑和(he)不(bu)解(jie)。他(ta)(ta)就(jiu)是(shi)(shi)量子(zi)力學(xue)的(de)(de)(de)創始人——海(hai)森堡。
1976年(nian)2月(yue)1日(ri)逝世,享年(nian)75歲(sui)。
20世(shi)紀初(chu),以愛因斯坦(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相對(dui)論(lun)(lun)(lun)和(he)玻(bo)爾(er)(er)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子模(mo)型(xing)(xing)為基礎而形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)(lun)(lun)物理(li)學(xue)(xue)吸(xi)引著(zhu)年(nian)(nian)輕(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)者們。丹(dan)麥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)(lun)(lun)物理(li)研究(jiu)(jiu)所成了(le)年(nian)(nian)輕(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)學(xue)(xue)家向(xiang)往(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地方;在(zai)慕尼黑,玻(bo)爾(er)(er)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)早期學(xue)(xue)說(shuo)被人(ren)們廣泛接受,玻(bo)爾(er)(er)研究(jiu)(jiu)所工作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎正是玻(bo)爾(er)(er)一索末(mo)菲(fei)原(yuan)子模(mo)型(xing)(xing)。1924年(nian)(nian)7月,海森堡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)于反常塞曼效應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)論(lun)(lun)(lun)文通(tong)過(guo)審核(he),從而使(shi)他(ta)(ta)晉(jin)身為講(jiang)師,獲(huo)(huo)得德(de)國(guo)大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任意級別(bie)中講(jiang)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)資(zi)格(ge)。而波(bo)爾(er)(er)--他(ta)(ta)對(dui)這位出(chu)色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)輕(qing)人(ren)顯然(ran)有(you)著(zhu)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)好感--也來信(xin)告訴海森堡,他(ta)(ta)已經獲(huo)(huo)得了(le)由洛克菲(fei)勒(Rockerfeller)財團資(zi)助的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)際教育基金會(IEB)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)獎金,為數1000美(mei)元,從而讓他(ta)(ta)有(you)機會遠赴哥本(ben)哈根,與波(bo)爾(er)(er)和(he)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)事共(gong)同(tong)工作(zuo)一年(nian)(nian)。當時,云集在(zai)玻(bo)爾(er)(er)研究(jiu)(jiu)所的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)來自(zi)世(shi)界各(ge)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)(lun)(lun)物理(li)學(xue)(xue)家,正試圖(tu)用(yong)這種(zhong)模(mo)型(xing)(xing)來探索光譜(pu)線及其在(zai)電場和(he)磁場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分裂,以便創立沒有(you)邏輯(ji)矛盾(dun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子過(guo)程理(li)論(lun)(lun)(lun),同(tong)時,玻(bo)爾(er)(er)本(ben)人(ren)認(ren)為,只有(you)堅決背離傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀點,問(wen)(wen)題(ti)才能獲(huo)(huo)得進(jin)展。但究(jiu)(jiu)竟從何入手(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)卻一直(zhi)困擾(rao)著(zhu)他(ta)(ta)。這是一個(ge)棘手(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti),因為它事關(guan)從傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經典力(li)學(xue)(xue)向(xiang)一種(zhong)更合乎自(zi)然(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)過(guo)渡。新事物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產生(sheng)總(zong)要沖破重(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)阻(zu)礙,該怎么辦呢?整個(ge)研究(jiu)(jiu)所陷(xian)入了(le)沉思和(he)不斷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗之中。1925年(nian)(nian),當所有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)努力(li)都(dou)顯得徒勞(lao)無益時,人(ren)們似乎覺得物理(li)學(xue)(xue)已經走進(jin)了(le)一條(tiao)死胡同(tong)。
然而,海(hai)(hai)森(sen)(sen)堡(bao)的(de)(de)思想讓玻爾長期的(de)(de)困惑迎刃而解。海(hai)(hai)森(sen)(sen)堡(bao)在大學時就對(dui)各(ge)種(zhong)原(yuan)子(zi)(zi)模型持懷疑態(tai)度。他感到(dao)玻爾的(de)(de)理(li)(li)論(lun)不(bu)(bu)可(ke)能在實驗中得到(dao)理(li)(li)想的(de)(de)證實。因為玻爾的(de)(de)理(li)(li)論(lun)建(jian)立在一些不(bu)(bu)可(ke)直(zhi)接觀(guan)察(cha)或(huo)不(bu)(bu)可(ke)測量(liang)的(de)(de)量(liang)上,如電子(zi)(zi)運動的(de)(de)速度和軌跡等。海(hai)(hai)森(sen)(sen)堡(bao)認為,在實驗中,我們不(bu)(bu)能期望找到(dao)像電子(zi)(zi)在原(yuan)子(zi)(zi)中的(de)(de)位(wei)置,電子(zi)(zi)的(de)(de)速度和軌跡等一些根本無法觀(guan)察(cha)到(dao)的(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)特征,而應該只(zhi)探索那些可(ke)以通過實驗來確定的(de)(de)數(shu)值(zhi),如固(gu)定狀態(tai)的(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)能量(liang)、原(yuan)子(zi)(zi)輻射(she)的(de)(de)頻率和強度等。因此,在計算(suan)某個數(shu)值(zhi)時,只(zhi)需要(yao)利(li)用原(yuan)則(ze)上可(ke)以觀(guan)察(cha)到(dao)的(de)(de)數(shu)值(zhi)之間(jian)的(de)(de)相互比值(zhi),即只(zhi)有依(yi)靠數(shu)學抽象才能解決問題。因此,海(hai)(hai)森(sen)(sen)堡(bao)首先從玻爾的(de)(de)對(dui)應原(yuan)理(li)(li)出發,從中找到(dao)充分(fen)的(de)(de)數(shu)學根據,使這一原(yuan)理(li)(li)由經驗原(yuan)則(ze)變為研究(jiu)原(yuan)子(zi)(zi)內部(bu)過程的(de)(de)一種(zhong)科學方法。
海(hai)(hai)(hai)森(sen)堡沒有就此止(zhi)步不(bu)(bu)前。1925年6月(yue),他又解(jie)決了(le)(le)物理學(xue)(xue)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)重要問題(ti)——如(ru)何解(jie)釋(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)非簡諧原子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)能(neng)(neng)態,從而(er)奠定(ding)(ding)了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)發展的(de)(de)(de)(de)(de)綱領。幾個(ge)(ge)月(yue)后(hou),他在物理學(xue)(xue)雜志上(shang)發表了(le)(le)題(ti)為(wei)《關(guan)于(yu)運動學(xue)(xue)和力(li)(li)學(xue)(xue)關(guan)系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)論(lun)新釋(shi)》的(de)(de)(de)(de)(de)論(lun)文(wen)(wen),將一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)類(lei)新的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)學(xue)(xue)量(liang)(liang)引入了(le)(le)物理學(xue)(xue)領域(yu),從而(er)創(chuang)立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)理論(lun)。海(hai)(hai)(hai)森(sen)堡的(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)基(ji)礎是(shi)可(ke)(ke)以(yi)觀察(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)事物或(huo)可(ke)(ke)以(yi)測量(liang)(liang)到的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)。他認(ren)為(wei),我們不(bu)(bu)是(shi)總(zong)能(neng)(neng)準(zhun)確(que)地(di)確(que)定(ding)(ding)某一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)時間電子(zi)在空間上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)(zhi),也不(bu)(bu)可(ke)(ke)能(neng)(neng)在它的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道上(shang)跟蹤它,因(yin)而(er)玻爾假定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)行星軌(gui)道是(shi)不(bu)(bu)是(shi)真的(de)(de)(de)(de)(de)存在還不(bu)(bu)能(neng)(neng)確(que)定(ding)(ding)。因(yin)此,像(xiang)位置(zhi)(zhi)(zhi).速度等力(li)(li)學(xue)(xue)量(liang)(liang),需要用(yong)(yong)線性(xing)代(dai)數(shu)(shu)(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)“矩陣”這種抽象的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)學(xue)(xue)體(ti)系(xi)(xi)(xi)來表示,而(er)不(bu)(bu)應該用(yong)(yong)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)般的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)來表示。作為(wei)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)種數(shu)(shu)(shu)學(xue)(xue)體(ti)系(xi)(xi)(xi),矩陣是(shi)指復數(shu)(shu)(shu)在矩形中(zhong)排列成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)行列,每個(ge)(ge)數(shu)(shu)(shu)字(zi)在矩形中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)(zhi)由兩個(ge)(ge)指標來表示,一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)相當于(yu)數(shu)(shu)(shu)學(xue)(xue)位置(zhi)(zhi)(zhi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)行,另一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)相當于(yu)數(shu)(shu)(shu)學(xue)(xue)位置(zhi)(zhi)(zhi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)列的(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)。“矩陣”被提出后(hou),玻恩很快注意到了(le)(le)這個(ge)(ge)問題(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)重要性(xing),他與約(yue)爾丹共同(tong)合作對矩陣力(li)(li)學(xue)(xue)原理進(jin)(jin)行了(le)(le)進(jin)(jin)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)研究。1925年9月(yue),他倆一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)起發表了(le)(le)《論(lun)量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)》一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)文(wen)(wen),將海(hai)(hai)(hai)森(sen)堡的(de)(de)(de)(de)(de)思想發展成(cheng)(cheng)為(wei)量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)種系(xi)(xi)(xi)統(tong)理論(lun)。11月(yue),海(hai)(hai)(hai)森(sen)堡在與玻恩和約(yue)爾丹協作下,發表《關(guan)于(yu)運動學(xue)(xue)和力(li)(li)學(xue)(xue)關(guan)系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)重新解(jie)釋(shi)》的(de)(de)(de)(de)(de)論(lun)文(wen)(wen),創(chuang)立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)種形式(shi)體(ti)系(xi)(xi)(xi)——矩陣力(li)(li)學(xue)(xue)。從此,人(ren)們找到了(le)(le)原子(zi)微觀結構的(de)(de)(de)(de)(de)自然規律。愛因(yin)斯坦評價道:“海(hai)(hai)(hai)森(sen)堡下了(le)(le)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)蛋。”
海(hai)森堡的(de)矩(ju)陣力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)所采用的(de)方(fang)法是(shi)一(yi)種代數方(fang)法,它(ta)從所觀測到的(de)光(guang)譜(pu)線的(de)分立(li)性(xing)(xing)入手,強調不(bu)連續性(xing)(xing)。幾個(ge)月后(hou)(hou)的(de)1926年初,奧地(di)利物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)家(jia)薛定諤(e)(e)采用解微分方(fang)程(cheng)的(de)方(fang)法,從推廣(guang)經典理(li)論(lun)(lun)(lun)入手,強調連續性(xing)(xing),從而(er)創(chuang)立(li)了(le)量子(zi)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)第(di)二種理(li)論(lun)(lun)(lun)——波動力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)。由于(yu)兩(liang)個(ge)理(li)論(lun)(lun)(lun)的(de)創(chuang)始人都(dou)只對(dui)自己的(de)理(li)淪深信不(bu)疑,而(er)較少領會(hui)對(dui)方(fang)的(de)思想,因而(er)一(yi)場(chang)爭論(lun)(lun)(lun)就不(bu)可避免了(le),他們都(dou)對(dui)對(dui)方(fang)的(de)理(li)論(lun)(lun)(lun)提出了(le)批評。后(hou)(hou)來(lai),薛定諤(e)(e)在認真研究了(le)海(hai)森堡的(de)矩(ju)陣力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)之后(hou)(hou),與諾依曼一(yi)起證明了(le)波動力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)矩(ju)陣力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)在數學(xue)(xue)(xue)(xue)上(shang)的(de)等價性(xing)(xing)。這(zhe)兩(liang)種理(li)論(lun)(lun)(lun)的(de)成功結(jie)合(he),大(da)大(da)豐富(fu)和(he)拓(tuo)展了(le)量子(zi)理(li)論(lun)(lun)(lun)體(ti)系(xi)。這(zhe)樣,解決(jue)原子(zi)物(wu)理(li)任(ren)務的(de)方(fang)法在1926年就正式創(chuang)立(li)起來(lai)了(le)。
后來,在解釋氫(qing)分子(zi)光譜(pu)中強弱譜(pu)線交(jiao)替出現(xian)的(de)(de)(de)現(xian)象時,海森堡運用矩陣力(li)學將氫(qing)分子(zi)分成兩(liang)種形(xing)式(shi):正氫(qing)和伸氫(qing),即發現(xian)了同素(su)異形(xing)氫(qing)。這可是個了不起(qi)的(de)(de)(de)發現(xian)。1933年,為(wei)了表彰他(ta)創立(li)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)力(li)學,尤(you)其(qi)是運用量(liang)子(zi)力(li)學理論發現(xian)了同素(su)異形(xing)氫(qing),瑞典皇家科學院給他(ta)頒(ban)發了諾貝爾物理學獎。幸運之神(shen)降落(luo)到了年輕的(de)(de)(de)海森堡身上。
維爾納·卡爾·海森堡(bao)(bao)(Wener Karl Heisenberg)是德國著名的(de)(de)(de)理論物理學(xue)家、哲學(xue)家,量子力學(xue)的(de)(de)(de)創(chuang)始人之一(yi)。1901年12月5日,他出(chu)生于德國的(de)(de)(de)維爾茨堡(bao)(bao)。他的(de)(de)(de)父(fu)親A.海森堡(bao)(bao)博士是名噪一(yi)時的(de)(de)(de)語言(yan)學(xue)家和(he)東羅(luo)馬史(shi)學(xue)家,曾(ceng)經在慕尼黑大(da)學(xue)擔任中(zhong)世(shi)紀和(he)現代希臘語教授。受其影響,年幼的(de)(de)(de)海森堡(bao)(bao)學(xue)到了一(yi)定的(de)(de)(de)語言(yan)知識,其父(fu)對此引(yin)以為豪。
1920年(nian)以(yi)前(qian),海森(sen)堡在(zai)(zai)著(zhu)名的(de)(de)慕尼黑麥(mai)(mai)克(ke)西米(mi)(mi)學(xue)(xue)(xue)(xue)校讀書。麥(mai)(mai)克(ke)西米(mi)(mi)學(xue)(xue)(xue)(xue)校培養了(le)不少(shao)未來的(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)家,如量子思想的(de)(de)創始人普朗克(ke)40年(nian)前(qian)就在(zai)(zai)此求(qiu)學(xue)(xue)(xue)(xue)。中學(xue)(xue)(xue)(xue)時(shi),海森(sen)堡迷(mi)上了(le)數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue),并且很快掌握了(le)微分學(xue)(xue)(xue)(xue)和積分學(xue)(xue)(xue)(xue)。那時(shi)的(de)(de)他,一直憧憬著(zhu)在(zai)(zai)未來成為一名數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)家。可是,后(hou)來的(de)(de)大學(xue)(xue)(xue)(xue)生涯卻改變了(le)這個年(nian)輕人的(de)(de)命運。
1920年中學(xue)(xue)畢業(ye)后,海森(sen)堡考入(ru)慕尼(ni)黑(hei)大(da)學(xue)(xue),在索末菲、維恩等指(zhi)導下攻讀物(wu)理(li)學(xue)(xue)。后來,他(ta)又前往哥廷根大(da)學(xue)(xue),在玻恩和希爾(er)伯(bo)特的(de)指(zhi)導下學(xue)(xue)習物(wu)理(li)。1923年,海森(sen)堡寫出了(le)題為《關(guan)于流(liu)體流(liu)動的(de)穩定和湍流(liu)》這篇流(liu)體力學(xue)(xue)的(de)博士(shi)論(lun)文,詳細(xi)研究了(le)非線性理(li)論(lun)的(de)近似性,年終取得了(le)慕尼(ni)黑(hei)大(da)學(xue)(xue)的(de)哲學(xue)(xue)博士(shi)學(xue)(xue)位(wei)。
1923年10月回到哥廷根(gen),由(you)馬(ma)克思· 玻恩私人(ren)出(chu)資聘(pin)請為助教(jiao)。
1924年6月7日在哥廷根第一次遇(yu)見愛因斯坦。
1924年至(zhi)1927年間,他(ta)得到洛克菲(fei)勒基金會的(de)(de)贊助,來(lai)到哥本哈根的(de)(de)理論物(wu)理研究所與玻(bo)爾(er)一起工(gong)作。從(cong)此,海森堡(bao)置身于(yu)長期激烈的(de)(de)學(xue)術(shu)(shu)爭(zheng)鳴的(de)(de)氛圍中,開始卓有成效的(de)(de)學(xue)術(shu)(shu)研究工(gong)作。
1933年(nian)12月11日獲得1932年(nian)度的諾貝(bei)爾物理學(xue)獎。
1934年(nian)6月21日(ri)提(ti)出正子理論。
第二次世界(jie)大(da)戰期間,當愛因斯坦等科學(xue)家受到納粹迫(po)害時,海(hai)森堡因其對德(de)國的熱愛而留在德(de)國,并(bing)盡可能地挽救(jiu)德(de)國的科學(xue)。
1941年,他(ta)被(bei)任命為柏林大(da)學(xue)物理(li)學(xue)教授和(he)凱澤·威(wei)廉皇(huang)家物理(li)所(suo)所(suo)長,成為德(de)(de)國研(yan)制原子(zi)彈核武器的領導人,與核裂(lie)變的發(fa)現者之(zhi)一(yi)哈恩(en)一(yi)起(qi)研(yan)制核反應堆(dui)。隨著(zhu)戰(zhan)爭進程的推進,海森堡很快發(fa)現自(zi)己陷入矛盾(dun)之(zhi)中(zhong):他(ta)熱(re)愛(ai)自(zi)己的祖國,但又對納粹的暴行(xing)非常(chang)仇恨。因此,他(ta)便采取實(shi)際行(xing)動來遏制德(de)(de)國核武器的發(fa)展(zhan)。
1946年,海森堡與同事一道在哥廷根(gen)重(zhong)建了哥廷根(gen)大學(xue)物(wu)理研究所,從(cong)事物(wu)理學(xue)和(he)天文物(wu)理學(xue)研究,并擔(dan)任所長。
1948年(nian),該研(yan)(yan)(yan)究(jiu)所(suo)易名為(wei)(wei)馬克(ke)(ke)斯·普朗(lang)克(ke)(ke)物理研(yan)(yan)(yan)究(jiu)所(suo)。10年(nian)以后,他(ta)又被(bei)聘為(wei)(wei)慕(mu)尼黑大(da)學(xue)的物理教授,研(yan)(yan)(yan)究(jiu)所(suo)也隨(sui)他(ta)遷入慕(mu)尼黑,并改名為(wei)(wei)馬克(ke)(ke)斯·普克(ke)(ke)物理及天文物理研(yan)(yan)(yan)究(jiu)所(suo)。
第二次(ci)世界(jie)大戰后,海森堡在促進(jin)原(yuan)子能和(he)平應用上做出了(le)很大貢獻。1957年,他(ta)(ta)和(he)其他(ta)(ta)德(de)國(guo)科學家聯合反對用核武器武裝德(de)國(guo)軍(jun)隊。他(ta)(ta)還與日內瓦國(guo)際原(yuan)子物理學研究(jiu)所密切(qie)合作,并(bing)擔(dan)任(ren)了(le)這(zhe)個(ge)研究(jiu)機構的第一任(ren)委(wei)員會主(zhu)席(xi)。
這(zhe)位天才(cai)的(de)(de)物(wu)理學家(jia)永遠不會放棄學術上的(de)(de)不斷努(nu)力(li)。自1953年(nian)后的(de)(de)20年(nian)中,海(hai)森堡把重(zhong)點轉(zhuan)向基本粒(li)子(zi)(zi)理論(lun)的(de)(de)研(yan)究。1958年(nian)4月,他提出了非線性旋量(liang)理論(lun)。這(zhe)個理論(lun)的(de)(de)基礎(chu)是(shi)4個非線性微分方程(cheng)及其包括引力(li)子(zi)(zi)在內的(de)(de)所謂“宇宙(zhou)公(gong)式”。這(zhe)些(xie)方程(cheng)系(xi)運(yun)用于自然界(jie)中,能(neng)體現出普遍對稱性的(de)(de)基本形(xing)式的(de)(de)微分系(xi)統,而且能(neng)解釋高能(neng)碰撞中產生的(de)(de)基本粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)多樣性。海(hai)森堡以他的(de)(de)研(yan)究不斷推動現代物(wu)理向前發(fa)展。
1976年2月1日,海森堡(bao)這(zhe)位20世(shi)(shi)紀杰出的科(ke)學家(jia)與世(shi)(shi)長辭。作為(wei)量子(zi)力(li)學的奠基(ji)者,人們(men)永遠不會忘記他改變了(le)人們(men)對(dui)客(ke)觀世(shi)(shi)界的基(ji)本(ben)觀點及(ji)其在實際應用中(zhong)(zhong)對(dui)激光(guang)、晶體管、電子(zi)顯微鏡等(deng)現代化設備中(zhong)(zhong)所(suo)產生的巨大影響(xiang)。這(zhe)位“永遠以哥倫布為(wei)榜樣”的科(ke)學家(jia),在物理學微觀世(shi)(shi)界中(zhong)(zhong),開拓了(le)新的途(tu)徑,成為(wei)量子(zi)力(li)學的創始人之一,在微觀粒子(zi)運動(dong)學和力(li)學領域中(zhong)(zhong)做出了(le)卓越的貢獻(xian)。
1925年(nian),維(wei)爾(er)納(na)·海(hai)森堡提(ti)出(chu)了一(yi)個新(xin)的物(wu)理(li)學說(shuo)(shuo),一(yi)個在(zai)(zai)基(ji)本概(gai)念上(shang)與經(jing)典牛頓學說(shuo)(shuo)有(you)著(zhu)根本不(bu)同的學說(shuo)(shuo)。這(zhe)個新(xin)學說(shuo)(shuo)──在(zai)(zai)海(hai)森堡的繼承人(ren)做(zuo)了某(mou)些修正后(hou)──取得了光輝(hui)的成果,今天被公認為可(ke)以應用(yong)于所有(you)的物(wu)理(li)體系,而不(bu)管其類型如何或規模大小(xiao)。
用(yong)數學(xue)(xue)(xue)能演證出(chu):在(zai)只涉及宏觀體系(xi)的(de)(de)(de)(de)情況下,量(liang)(liang)子力(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)預(yu)測(ce)不同(tong)于(yu)經(jing)(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)預(yu)測(ce),不過由(you)于(yu)兩者在(zai)量(liang)(liang)上差(cha)別太(tai)小(xiao)而無法度(du)量(liang)(liang)出(chu)來(由(you)于(yu)這(zhe)種原(yuan)(yuan)因,經(jing)(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)──在(zai)數學(xue)(xue)(xue)上比(bi)量(liang)(liang)子力(li)學(xue)(xue)(xue)簡單得(de)多(duo)──仍(reng)可用(yong)于(yu)大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)運(yun)算)。但是在(zai)涉及原(yuan)(yuan)子量(liang)(liang)綱(gang)體系(xi)的(de)(de)(de)(de)情況下,量(liang)(liang)子力(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)預(yu)測(ce)與經(jing)(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)預(yu)測(ce)迥然各異;實驗(yan)表明在(zai)這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)情況下,量(liang)(liang)子力(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)預(yu)測(ce)是正(zheng)確的(de)(de)(de)(de)。
海森堡學(xue)(xue)說所(suo)得出(chu)的(de)(de)(de)成果之一(yi)(yi)是著(zhu)名(ming)的(de)(de)(de)“不(bu)確定性原理(li)(li)”。這(zhe)條原理(li)(li)由他在(zai)1927親(qin)自提出(chu),被(bei)一(yi)(yi)般認(ren)為是科學(xue)(xue)中(zhong)所(suo)有(you)道理(li)(li)最深(shen)奧(ao)、意(yi)(yi)義(yi)最深(shen)遠的(de)(de)(de)原理(li)(li)之一(yi)(yi)。測不(bu)準(zhun)原理(li)(li)所(suo)起(qi)的(de)(de)(de)作用就在(zai)于它說明了我(wo)們的(de)(de)(de)科學(xue)(xue)度量的(de)(de)(de)能(neng)力在(zai)理(li)(li)論(lun)上存在(zai)的(de)(de)(de)某些(xie)局(ju)限性,具有(you)巨大的(de)(de)(de)意(yi)(yi)義(yi)。如(ru)果一(yi)(yi)個(ge)科學(xue)(xue)家用物(wu)理(li)(li)學(xue)(xue)基本定律甚至(zhi)在(zai)最理(li)(li)想(xiang)的(de)(de)(de)情況下也不(bu)能(neng)獲(huo)得有(you)關他正在(zai)研究的(de)(de)(de)體系的(de)(de)(de)準(zhun)確知識,那么就顯(xian)然(ran)表明該體系的(de)(de)(de)將(jiang)來行為是不(bu)能(neng)完全預測出(chu)來的(de)(de)(de)。根(gen)據測不(bu)準(zhun)原理(li)(li),不(bu)管對測量儀器做出(chu)何種改進都不(bu)可(ke)能(neng)會使我(wo)們克服這(zhe)個(ge)困難(nan)!
不(bu)(bu)確定性原(yuan)理表明從本(ben)質(zhi)上(shang)(shang)來(lai)講物理學(xue)不(bu)(bu)能做出超(chao)越統計學(xue)范(fan)圍的(de)預(yu)測(例如,一位研究放射的(de)科(ke)學(xue)家可能會預(yu)測出在(zai)(zai)三兆個原(yuan)子(zi)中將(jiang)會有兩百萬個在(zai)(zai)翌日放射Υ射線,但是(shi)他(ta)卻無法預(yu)測出任何一個具體(ti)的(de)鐳原(yuan)子(zi)將(jiang)會是(shi)如此)。在(zai)(zai)許多實(shi)際(ji)情況(kuang)中,這并(bing)不(bu)(bu)構成一種嚴重的(de)限制。在(zai)(zai)牽涉到(dao)(dao)巨大(da)數(shu)(shu)(shu)目的(de)情況(kuang)下(xia),統計方法經常(chang)可以為(wei)行動提供(gong)十分可靠的(de)依據(ju);但是(shi)在(zai)(zai)牽涉到(dao)(dao)小數(shu)(shu)(shu)目的(de)情況(kuang)下(xia),統計預(yu)測就(jiu)確實(shi)靠不(bu)(bu)住(zhu)了(le)。事(shi)實(shi)上(shang)(shang)在(zai)(zai)微(wei)觀體(ti)系(xi)里,測不(bu)(bu)準原(yuan)理迫使我(wo)們(men)(men)不(bu)(bu)得不(bu)(bu)拋棄我(wo)們(men)(men)的(de)嚴格的(de)物質(zhi)因(yin)果觀念。這就(jiu)表明了(le)科(ke)學(xue)基本(ben)觀發生了(le)非常(chang)深刻(ke)的(de)變化;的(de)確是(shi)非常(chang)深刻(ke)的(de)變化以致于象(xiang)愛因(yin)斯(si)坦這樣的(de)一位偉大(da)的(de)科(ke)學(xue)家都(dou)不(bu)(bu)愿意接(jie)受(shou)。愛因(yin)斯(si)坦曾經說過:“我(wo)不(bu)(bu)相信上(shang)(shang)帝在(zai)(zai)和(he)宇宙投骰子(zi)。”然而(er)這卻基本(ben)上(shang)(shang)是(shi)大(da)多數(shu)(shu)(shu)現(xian)代物理學(xue)家感到(dao)(dao)必(bi)須得采(cai)納(na)的(de)觀點。
顯而(er)易見,從某種理論(lun)觀(guan)點來看,量子(zi)學(xue)說改(gai)變(bian)了我們對物(wu)質世界的(de)基本(ben)觀(guan)念(nian),其改(gai)變(bian)的(de)程度也許甚至比相對論(lun)還要大。然而(er)量子(zi)學(xue)說帶來的(de)結(jie)果并不僅僅是人生(sheng)觀(guan)的(de)變(bian)化。
在(zai)量子學(xue)說的(de)(de)實際應用的(de)(de)行列(lie)之中,有(you)諸如電子顯微鏡、激光器和(he)半(ban)導體(ti)等現(xian)代儀器。它(ta)在(zai)核物理學(xue)和(he)原子能(neng)領域里也有(you)著許(xu)許(xu)多(duo)多(duo)的(de)(de)應用;它(ta)構(gou)成(cheng)了我們的(de)(de)光譜學(xue)知(zhi)識的(de)(de)基礎(chu),廣泛地用于天文學(xue)和(he)化學(xue)領域;它(ta)還用于對(dui)各種(zhong)不同論題的(de)(de)理論研究,諸如液態氦的(de)(de)特性、星體(ti)的(de)(de)內部(bu)構(gou)造(zao)、鐵磁性和(he)放(fang)射性等等。
維爾納·海森(sen)堡(bao)(bao)于(yu)(yu)1901年出(chu)生在德國,1923年在慕尼(ni)黑大(da)學(xue)獲得(de)理(li)論物理(li)學(xue)博(bo)士(shi)學(xue)位(wei)。從1924年到1927年他(ta)在哥本哈根與偉大(da)的(de)丹麥(mai)物理(li)學(xue)家尼(ni)爾斯·玻爾共事。他(ta)的(de)關于(yu)(yu)量子(zi)力學(xue)的(de)第一篇(pian)重要論文發(fa)表于(yu)(yu)1925年,他(ta)對(dui)測不準原理(li)論述的(de)結果于(yu)(yu)1927年問世。海森(sen)堡(bao)(bao)1976年溘然長逝,享年七(qi)(qi)十(shi)四歲,他(ta)留(liu)下了妻子(zi)和七(qi)(qi)個兒(er)女。
就量子力學(xue)(xue)的(de)重要(yao)性(xing)而論(lun),讀(du)者可能(neng)要(yao)問為(wei)什么(me)不把海森堡的(de)名次在本冊中(zhong)(zhong)排(pai)得更加高(gao)些。然(ran)而海森堡并(bing)不是量子力學(xue)(xue)創立中(zhong)(zhong)的(de)唯(wei)一重要(yao)的(de)科學(xue)(xue)家,為(wei)此做(zuo)出(chu)了(le)有(you)深遠意義(yi)貢(gong)獻的(de)有(you)他(ta)的(de)前(qian)輩馬(ma)克(ke)斯(si)(si)·普(pu)朗克(ke)、阿(a)爾(er)(er)伯特·愛因(yin)斯(si)(si)坦、尼爾(er)(er)斯(si)(si)·玻爾(er)(er)和法(fa)國(guo)科學(xue)(xue)家路易·德布羅(luo)意。此外,在海森堡的(de)那(nei)篇具有(you)獨創性(xing)的(de)論(lun)文發表(biao)不久(jiu)以后的(de)年(nian)月里,許多(duo)其(qi)他(ta)科學(xue)(xue)家其(qi)中(zhong)(zhong)包括奧地利(li)人歐文·施羅(luo)丁格(ge)和英國(guo)人P·A·M狄(di)拉(la)克(ke)都對(dui)量子學(xue)(xue)說做(zuo)出(chu)了(le)重要(yao)的(de)貢(gong)獻。但(dan)是我認為(wei)海森堡是量子力學(xue)(xue)創立中(zhong)(zhong)的(de)主要(yao)人物,即使按勞(lao)分功(gong),他(ta)的(de)貢(gong)獻也理應使他(ta)在本冊中(zhong)(zhong)名列(lie)高(gao)位。
1927年至(zhi)1941年期(qi)間(jian),海森堡在(zai)萊比錫大學(xue)擔任(ren)理(li)論物理(li)學(xue)教授。
在學(xue)術上,海森堡不僅開拓了量子(zi)力(li)(li)學(xue)的發展道路(lu),而且為(wei)物理(li)學(xue)的其(qi)他(ta)分支(如量子(zi)電動力(li)(li)學(xue)、渦動力(li)(li)學(xue)、宇(yu)宙(zhou)輻射性(xing)(xing)物理(li)和(he)鐵磁(ci)性(xing)(xing)理(li)論(lun)等)都做出(chu)了杰出(chu)的貢獻(xian)。除(chu)此(ci)以外,他(ta)還是(shi)一個杰出(chu)的哲(zhe)學(xue)家。
1927年,海森堡(bao)發表了《量子(zi)理(li)(li)論運動學(xue)和力學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)直觀(guan)(guan)內(nei)容》一(yi)(yi)文,提出了深具影響(xiang)力的(de)(de)(de)(de)(de)“測(ce)(ce)不(bu)準原(yuan)(yuan)(yuan)則”,奠定(ding)了從(cong)物(wu)理(li)(li)學(xue)上解釋量子(zi)力學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎。他認為(wei),當我們的(de)(de)(de)(de)(de)工作從(cong)宏(hong)觀(guan)(guan)領(ling)域進入(ru)微(wei)(wei)觀(guan)(guan)領(ling)域時(shi),我們的(de)(de)(de)(de)(de)宏(hong)觀(guan)(guan)儀器(觀(guan)(guan)測(ce)(ce)工具)必然會(hui)對(dui)微(wei)(wei)觀(guan)(guan)粒子(zi)(研究(jiu)對(dui)象)產生干擾(rao)。平時(shi).人(ren)(ren)們只能(neng)用反(fan)映宏(hong)觀(guan)(guan)世界的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)典(dian)概念來描述(shu)宏(hong)觀(guan)(guan)儀器所測(ce)(ce)量到的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)(guo)(guo),這(zhe)(zhe)樣,所測(ce)(ce)量到的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)(guo)(guo)就同(tong)粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)來狀態不(bu)完全相同(tong)。根據這(zhe)(zhe)個原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)(li),海森堡(bao)宣(xuan)稱,人(ren)(ren)們不(bu)可能(neng)同(tong)時(shi)準確地確定(ding)一(yi)(yi)個物(wu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)位置和速度(du),其中一(yi)(yi)個量測(ce)(ce)定(ding)得越準確,則另(ling)一(yi)(yi)個量就越不(bu)準確。因此,在(zai)(zai)確定(ding)運動粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)位置和速度(du)時(shi)一(yi)(yi)定(ding)存在(zai)(zai)一(yi)(yi)些(xie)誤差(cha)。這(zhe)(zhe)些(xie)誤差(cha)對(dui)于普通人(ren)(ren)來說(shuo)是微(wei)(wei)不(bu)足道的(de)(de)(de)(de)(de),但在(zai)(zai)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)研究(jiu)中卻不(bu)容忽視。“測(ce)(ce)不(bu)準原(yuan)(yuan)(yuan)則”原(yuan)(yuan)(yuan)則上可以影響(xiang)到物(wu)理(li)(li)學(xue)上或(huo)大或(huo)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)各種現象,但它的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)性(xing)在(zai)(zai)物(wu)理(li)(li)學(xue)上的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)觀(guan)(guan)領(ling)域表現得更加(jia)明顯。通常,在(zai)(zai)實踐中,如(ru)果(guo)(guo)(guo)研究(jiu)中涉及的(de)(de)(de)(de)(de)數量很大,那(nei)么(me)統計的(de)(de)(de)(de)(de)方法就為(wei)研究(jiu)活動提供可靠的(de)(de)(de)(de)(de)保障;然而如(ru)果(guo)(guo)(guo)涉及的(de)(de)(de)(de)(de)數量很小(xiao)時(shi),那(nei)么(me)測(ce)(ce)不(bu)準原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)(li)會(hui)讓我們改變(bian)原(yuan)(yuan)(yuan)有的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)因果(guo)(guo)(guo)關系的(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)點,并且接受測(ce)(ce)不(bu)準原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)(li)。
在(zai)(zai)測(ce)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)原(yuan)理(li)發現之前,很多(duo)人(ren)認(ren)為,如果能預先(xian)測(ce)量到自然(ran)界中每個粒(li)子(zi)在(zai)(zai)任何時刻運(yun)動的(de)(de)位置和速度,那(nei)么對于整個宇宙的(de)(de)歷史,無論是(shi)過去,還(huan)是(shi)將來(lai),原(yuan)則(ze)上(shang)來(lai)說都(dou)是(shi)可以(yi)計算出來(lai)的(de)(de)。然(ran)而(er),測(ce)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)原(yuan)理(li)卻否定了(le)這種情況存在(zai)(zai)的(de)(de)可能性。因(yin)為事(shi)實上(shang),人(ren)們(men)并不(bu)(bu)能在(zai)(zai)同一(yi)時刻準(zhun)(zhun)確(que)地測(ce)量到粒(li)子(zi)運(yun)動的(de)(de)位置和速度。測(ce)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)原(yuan)理(li)在(zai)(zai)一(yi)定程度上(shang)說明了(le)科(ke)學(xue)測(ce)量存在(zai)(zai)的(de)(de)局(ju)限性,它(ta)說明物(wu)理(li)學(xue)上(shang)的(de)(de)基本定律有時也不(bu)(bu)能讓科(ke)學(xue)家(jia)在(zai)(zai)理(li)想的(de)(de)狀況下正確(que)認(ren)識研究(jiu)體(ti)系,因(yin)而(er)無法完全預測(ce)這一(yi)體(ti)系將要發生的(de)(de)變化。這一(yi)原(yuan)理(li)的(de)(de)提出具有巨(ju)大而(er)深遠的(de)(de)意義,它(ta)是(shi)對科(ke)學(xue)上(shang)的(de)(de)基本哲學(xue)觀——決定論思想的(de)(de)一(yi)次(ci)重大革新:它(ta)告訴人(ren)們(men),測(ce)量儀(yi)器的(de)(de)不(bu)(bu)斷改進,也不(bu)(bu)可能克服實際存在(zai)(zai)的(de)(de)誤差(cha)。因(yin)而(er),在(zai)(zai)實踐中,這一(yi)原(yuan)理(li)被(bei)越來(lai)越多(duo)的(de)(de)科(ke)學(xue)家(jia)所(suo)接(jie)受。
在海(hai)森堡的一生中,他(ta)還(huan)撰(zhuan)寫(xie)了(le)一系列物(wu)理(li)(li)學(xue)(xue)和哲(zhe)(zhe)學(xue)(xue)方面的著作,如《原(yuan)子核科學(xue)(xue)的哲(zhe)(zhe)學(xue)(xue)問(wen)題》、《物(wu)理(li)(li)學(xue)(xue)與(yu)哲(zhe)(zhe)學(xue)(xue)》,《自然規律與(yu)物(wu)質結構》、《部分(fen)與(yu)全部》、《原(yuan)子物(wu)理(li)(li)學(xue)(xue)的發展和社(she)會》等(deng)等(deng),為現代物(wu)理(li)(li)學(xue)(xue)和哲(zhe)(zhe)學(xue)(xue)做出了(le)不可磨滅的貢獻(xian)。
除(chu)了(le)獲得馬克(ke)斯·普朗克(ke)獎章、德(de)(de)國(guo)(guo)聯邦十字勛章等(deng)獎章,諾貝爾物理學(xue)(xue)獎等(deng)獎項外,海森(sen)堡(bao)(bao)還被(bei)布(bu)魯(lu)(lu)塞爾大學(xue)(xue)、卡(ka)爾斯魯(lu)(lu)厄大學(xue)(xue)和布(bu)達佩斯大學(xue)(xue)授予榮譽博士(shi)(shi)頭銜。他是倫敦皇(huang)家(jia)學(xue)(xue)會(hui)(hui)的(de)會(hui)(hui)員(yuan)、以及哥廷根、巴伐利(li)亞、薩克(ke)森(sen)、普魯(lu)(lu)士(shi)(shi)、瑞典、羅馬尼亞、挪(nuo)威、西(xi)班牙、荷蘭、羅馬、美國(guo)(guo)等(deng)眾多科學(xue)(xue)學(xue)(xue)會(hui)(hui)的(de)成員(yuan),德(de)(de)國(guo)(guo)科學(xue)(xue)院和意大利(li)科學(xue)(xue)院的(de)院士(shi)(shi)。1953年(nian)成為洪堡(bao)(bao)基金會(hui)(hui)的(de)主(zhu)席(xi),歐洲核(he)研究委員(yuan)會(hui)(hui)德(de)(de)國(guo)(guo)代表(biao)團(tuan)團(tuan)長,日內瓦(wa)和平(ping)利(li)用原子能會(hui)(hui)議(yi)上西(xi)德(de)(de)的(de)代表(biao)。