介绍:
你好，这里是百利留学声，我是为你带来100位诺奖得主传奇故事的Yoyo老师。终于熬过了花粉季，我身边不少花粉过敏的朋友都长舒一口气。但是你知道吗？就在将近100年前，1925年，维尔纳•海森堡在休养花粉过敏的期间，提出了一个新的物理学说。这个新学说今天被公认为可以应用于所有的物理体系，不论类型和规模，是颠覆了经典牛顿力学的重要学说。这便是量子力学其中一种的表达形式——矩阵力学。
众所周知，量子力学是我们认识微观世界的基础。而海森堡对于量子力学的贡献可不止矩阵力学，还有更重要的“不确定性原理”。不确定性原理是海森堡于1927年提出的物理学原理。这项原理陈述了精确确定一个粒子，例如原子周围的电子的位置和动量是有限制。这个不确定性来自两个因素，首先测量某东西的行为将会不可避免地扰乱那个事物，从而改变它的状态；其次，因为量子世界不是具体的，但基于概率，精确确定一个粒子状态存在更深刻更根本的限制。这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。此外，不确定原理涉及很多深刻的哲学问题，用海森堡自己的话说：“在因果律的陈述中，即‘若确切地知道现在，就能预见未来’，所得出的并不是结论，而是前提。我们不能知道现在的所有细节，是一种原则性的事情。”
不确定性原理对全人类的世界观塑造有着非常深远的影响。19世纪初，牛顿力学的风靡让法国科学家拉普拉斯侯爵提出了“决定论”的观点，即宇宙是完全被决定的。他认为存在一组科学定律，只要我们完全知道宇宙在某一时刻的状态，我们便能依此预言宇宙中将会发生的任一事件。当然在普朗克提出量子假设之前，决定论的观点是很受拥护的，就如同人们曾经相信地心说一样。而不确定性原理则彻底终结了拉普拉斯的决定论，一个完全确定性的宇宙模型理念自从被彻底颠覆了。在不确定性原理的基础上，海森堡、薛定谔和狄拉克将力学重新表达成量子力学的新理论。在此理论中，粒子不再有分别被很好定义的、能被同时观测的位置和速度，而代之以位置和速度的结合物的量子态。
量子力学除了改变了我们对物质世界的基本观念以外，还作用于诸多领域的实际应用中，比如电子显微镜、激光器和半导体等现代仪器。它在核物理学和原子能领域里也有着许许多多的应用；它构成了我们的光谱学知识的基础，广泛地用于天文学和化学领域；它还用于对各种不同论题的理论研究，诸如液态氦的特性、星体的内部构造、铁磁性和放射性等等。
因为海森堡对物理学以及全世界的卓越贡献，他也被称为“量子力学之父”，影响人类历史进程的100人之一。但是成就斐然的海森堡也曾深陷困境，甚至由此诞生了一个神秘的故事——“海森堡之谜”。究竟什么是“海森堡之谜”呢？明天的留学声节目，我将继续为你带来海森堡的故事。感谢你的聆听，我们明天见！
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