大約在90年以前，維爾納·海森堡發(fā)現(xiàn)，微觀的量子世界遵循“不確定性原理”，在海森堡原理發(fā)表后的大約90年，有三個(gè)國(guó)家的研究人員組成了一支科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)，對(duì)量子物理學(xué)最基本的海森堡原理給出了更多的見(jiàn)解，他們第一次用數(shù)學(xué)公式嚴(yán)格地描述了海森堡的不確定性原理，合作團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表在《數(shù)學(xué)物理學(xué)》雜志上，有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展的成果加深了人們對(duì)基本原理的認(rèn)識(shí)。

合作團(tuán)隊(duì)對(duì)測(cè)量誤差給出了獨(dú)特的判斷和定義，更加適合描述量子物理的特性，在不同的判斷和定義的基礎(chǔ)上，研究人員在相關(guān)的量子物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)數(shù)據(jù)誤差的范圍進(jìn)行了精確計(jì)算。量子物理學(xué)或量子力學(xué)要求物理學(xué)家設(shè)計(jì)一套近似的聯(lián)測(cè)方法，根據(jù)量子物理學(xué)的海森堡原理，人們不能通過(guò)聯(lián)測(cè)的方式對(duì)粒子的位置和動(dòng)量進(jìn)行同時(shí)性測(cè)量，或者精確地測(cè)定粒子的位置，但不能精確地測(cè)定該粒子的動(dòng)量；或者精確地測(cè)定粒子的動(dòng)量，但不能精確地測(cè)定該粒子的位置。

奧地利物理學(xué)家海森堡是量子力學(xué)的創(chuàng)建人之一，自從海森堡提出了令人好奇、似乎帶有直覺(jué)意念的“不確定原理”以來(lái)，僅在最近的時(shí)期，科學(xué)家才開(kāi)始嘗試更為精確的數(shù)學(xué)公式，目的是要量子力學(xué)基本原理的表述更為簡(jiǎn)潔、精準(zhǔn)和有效。約克大學(xué)的數(shù)學(xué)物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的保羅·布施教授是三位研究人員之一，佩卡·拉赫蒂是芬蘭圖爾庫(kù)大學(xué)的研究員，萊因哈特·F·維爾納是位于德國(guó)漢諾威的萊布尼茲大學(xué)的研究員。

布施解釋說(shuō)，合作團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的方法，在量子測(cè)量領(lǐng)域劃定誤差和干擾范圍的方法，而誤差和干擾的數(shù)量剛好在海森堡曾經(jīng)預(yù)測(cè)的范圍之內(nèi)。海森堡的不確定性原理表明，只能獲得粒子的位置和動(dòng)量的聯(lián)測(cè)近似值，三位研究人員應(yīng)用了深?yuàn)W的高等數(shù)學(xué)概念，處理了非常復(fù)雜的參數(shù)鏈，使用了公式化的數(shù)學(xué)語(yǔ)言，限定了測(cè)量的誤差和干擾范圍，比如：用一套測(cè)量?jī)x器測(cè)定一個(gè)電子的位置和動(dòng)量，組合化的公式成了評(píng)價(jià)的工具，評(píng)價(jià)的結(jié)果嚴(yán)格遵守海森堡在1927年發(fā)現(xiàn)的基本原理。

合作團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了組合化的公式，第一次給出了精確計(jì)算測(cè)量誤差的工具，不僅有數(shù)學(xué)的可靠性，而且在第一手統(tǒng)計(jì)資料中得到了確認(rèn)和評(píng)價(jià)。組合化公式成了高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)的指示器。合作團(tuán)隊(duì)的理論成果在量子力學(xué)領(lǐng)域有特別重要的價(jià)值。海森堡的基本原理在最近的科學(xué)研究活動(dòng)中受到了很多的質(zhì)疑，比如：日本的物理學(xué)家小澤征爾構(gòu)想了量子力學(xué)的不均等性問(wèn)題，如果小澤征爾的觀點(diǎn)是正確的，那么可以推出的結(jié)果是量子的不確定性沒(méi)有之前想象的嚴(yán)格。

在“海森堡原理”發(fā)現(xiàn)后的80多年，沒(méi)有任何一種質(zhì)疑的聲音動(dòng)搖了該原理的可靠性，假如小澤征爾等科學(xué)家質(zhì)疑的觀點(diǎn)是正確的，那么人們對(duì)現(xiàn)有量子物理世界的基本認(rèn)識(shí)將會(huì)受到嚴(yán)重的影響。布施、拉赫蒂和維爾納的研究成果維護(hù)了海森堡不確定性原理的科學(xué)性，科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)表示，小澤征爾等人給出了量子力學(xué)的不均等性，但有一個(gè)難以克服的缺陷，只能在有限范圍評(píng)估量子測(cè)量誤差和干擾的影響。

科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)三位研究人員的成果為多種版本的誤差公式提供了鑒定標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定了一套有效的檢驗(yàn)方法，強(qiáng)調(diào)了量子物理學(xué)測(cè)量誤差和干擾的基本界限?，F(xiàn)代物理技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，科技人員能夠穩(wěn)定地控制體積越來(lái)越小的物體，納米技術(shù)、量子計(jì)算機(jī)、量子密碼學(xué)是量子技術(shù)快速應(yīng)用的領(lǐng)域。人們也許將要迎來(lái)高性能工具檢測(cè)的時(shí)代，精密儀器的應(yīng)用范圍幾乎到了量子物理的界限，研究人員正在開(kāi)發(fā)量子密碼協(xié)議技術(shù)，海森堡效應(yīng)和不確定性原理是量子應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)。

未來(lái)的研究領(lǐng)域令人驚奇，在測(cè)量誤差和干擾的控制領(lǐng)域，科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)見(jiàn)證了一個(gè)系統(tǒng)化開(kāi)發(fā)的開(kāi)端，毫無(wú)疑問(wèn)，他們將會(huì)發(fā)現(xiàn)更有趣的測(cè)量誤差關(guān)系，比如：熵測(cè)量的基礎(chǔ)關(guān)系式，這是一項(xiàng)量子測(cè)量的前沿技術(shù)，科學(xué)成果的事實(shí)表明，有關(guān)量子不確定性原理的學(xué)術(shù)爭(zhēng)議激活了很多科研人員的科學(xué)思維和靈感，他們?cè)诹孔訙y(cè)量領(lǐng)域?qū)?huì)取得難以估量的科技成果。

（編譯：2021-5-6）