在量子力学中，不确定性原理（也称为海森堡的不确定性原理）其数学表示为一种不等式，它断言了粒子的某些物理属性精度的基本限制。[头条·小宇堂-未经许可严禁转载]

不确定性原理的含义

不确定性原理由德国物理学家维内·海森堡于1927年首次提出，它指出一些粒子的位置测量得越精确，对其动量的测量就越不准确，反之亦然（即对位置与动量的测量不能同时精确，早年有称之为“测不准原则”，但此描述不准确，现在都称为“不确定性原理”）。而以粒子位置标准偏差σx和动量标准偏差σp形式建立的现代不确定性不等式则是由厄尔·赫斯·肯纳德在1927年晚些时候，以及赫尔马恩·外尔在次年给出的，书写如下：

其中ħ是约化普朗克常数——h /（2π）。

普朗克常数h=6.6260693(11)×10^（-34）J·s
——【请注意，这是一个很小的量，小数点后至少有33个0】

这个公式来自于海森堡的著名思想实验，他想象用伽马射线显微镜测量电子的位置，会最终发现电子的动量和位置在普朗克常的数量级存在着一个最小的不确定性积。 他指出：位置—动量的不确定关系“是对人们早前试图将空间划分为大小为h的单元时（所发生）的事实的精确表达”，即：若在该关系中导入过高精度的q0（初始位置坐标），则会在p0（初始动量）中产生更多的不确定性。这种类似跷跷板的关系似乎就是我们世界的根本属性。

科学家们采用了诸多方式来解释不确定性的形成机制，最著名的就是“哥本哈根诠释”和“多世界诠释”。

哥本哈根诠释

1926年3月，在玻尔研究所工作的海森堡意识到非交换性暗含了不确定性原则（交换性通俗地说就是运算的交换律），这个暗含的不确定性为非交换性提供了明确的物理解释，并为量子力学所谓的哥本哈根诠释奠定了基础。 海森堡表明，交换关系暗含了不确定性，或者用玻尔的话说——“互补性”。任何两个不可交换的变量都不能被同时测量——若其中一个已知，就不能精确地知道另一个。

海森堡写道：

它可以用如下最简单的形式表示：人们永远无法完全准确地知道确定最小粒子之一，其位置和运动的速度这两个重要因素。不可能在同一时刻准确地确定粒子的位置，方向和速度。

根据哥本哈根诠释，物理系统在测量之前通常没有明确的属性，量子力学只能预测给定测量的可能结果的概率分布。 测量行为会影响系统，导致一系列的可能性在测量后立即减少到只有一个值，此特性称为波函数的坍缩。

上面的意思再通俗地解释一下即：波函数本来有无穷多个依据概率分布的解，但是在被观察骚扰之后，它就变得只有一个解了——也就是说很多变量在观察的时候被消除了。个人猜测这个原因在于：观察行为本身也带有大量的不确定性（也是一个波函数），这部分确定性与被观察对象的波函数的不确定性以对称性破缺地方式相互瀑布式地级联抵消，最后只剩下唯一一个（也必然会剩下一个）。

这就像我们观察一列多米诺骨牌逐一倒下，我们不知道哪一张会成为最后一张。但在这个过程中所有骨牌当中最与众不同的就是第一张和最后一张——推动骨牌的动作（观察的涉入）是确定性的，而观察结果在骨牌最终结束传递之前是不确定的，但当骨牌传递戛然停止之时，结果就从此确定下来了，此时意味着骨牌的波函数坍缩完成了——可能性有很多个，但是观察结果只能有一个。

上图：哥本哈根诠释与多世界诠释的视角差异

多世界诠释

多世界诠释由休·埃弗莱特三世于1957年提出，这个诠释采用了一系列确定性的，但其分布由薛定谔方程和波函数来决定的独立宇宙的集合，来取代玻尔的波函数坍缩的概念，从而调和了爱因斯坦和玻尔观点之间的矛盾。 因此，多世界诠释的不确定性来自于多世界（或多重宇宙）当中任何宇宙中的任何观察者对于其他宇宙中所发生的事件一无所知的假设。

换句话说：完全独立的但在统计学上具有薛定谔和波函数分布的无穷多的宇宙形成了不确定性。

多世界诠释隔离了第三方观察者，而是以第一观察者的角度来看待不确定性，也就是说，整个世界包括观察者自身在内都处于不确定性体系内，用这样宏观的角度来包容了爱因斯坦与波尔著名的关于“上帝掷否骰子”的分歧——不管上帝掷不掷骰子，其实这个世界本身就是个骰子，我们对于其它骰子的情况一无所知。

上图：多世界诠释的不确定性观——实际上是一种第五维（升维）的视角。

自由意志

包括亚瑟·康普顿和马丁·海森堡在内的一些科学家已经提出，不确定性原理，至少是量子力学的一般概率性质，可以作为自由意志的两阶段模型的证据（也就是说它们赞成自由意志的存在）。但多世界诠释则似乎影射了一种决定论思想，意思是我们的过去和未来不过是在多个世界当中移动的轨迹而构成，所有的可能性都存在并构成了一个静态的事件集合，一切事件都可以由前一事件的可能性确定下来——或者说四维的不确定性，在五维的观点上就是确定的。这类似我们可以显而易见的二维平面上封闭的一个圆，在三维上就不是封闭的。

总结

不确定性，可能是我们在四维宇宙观当中必然发现的一个基本特性，但这种发现只可能在极其微观或者极其宏观的尺度上才能发现，因为在一般平凡的尺度上，这种不确定性可能因为与其他各种不确定性相互作用而最终坍缩为宏观上一致的确定性。坍缩是一类具有瀑布式级联效应的东西，可能用“蝴蝶效应”来讲比较通俗，这使得这个世界的很多宏观事件非常戏剧化地朝着某个方向行进，而不是随时被微小的“逆袭”所颠覆（因为某些颠覆的剧情可能性太低）。与其如哥本哈根诠释那样在管中窥视“不确定的”豹纹，不如站远点仰望这整个动态的世界，我们会发现这整个世界包括那只豹和它身上的纹路都不过是在具有无穷可能的平行世界当中穿行，这就是多世界诠释对不确定性的高维度解释，让人豁然开朗，但又陷入无穷世界的浩渺之中——这就是世界的本质，无常、无定。

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