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为什么量子力学的测不准原理叫原理而不叫定理或公式?

这是历史原因造成的。现在大家通常将它叫做「不确定关系」,而已经不叫作「测不准原理」了。

在量子力学被发现的历史上,所谓的「测不准原理」曾经有很重要的地位,它由德国物理学家海森堡于1927年提出,这里的「原理」一次在英文中是 principle,在海森堡最初提出这一原理的时候,它是作为某种「原理」存在的。这种物理学上的「原理」其实类似于数学中的「公理」的地位。

然而,随着量子力学的发展,一个公理化的体系被建立起来,虽然这种「公理化」跟真正意义上的数学公理的那种严格有一定的差距,但仍然可以看成是一个很大的突破。在狄拉克的《量子力学原理》中,注意狄拉克用的词就是 principle,量子力学的基础被归纳为四个基本的公设,例如第一条,叠加原理,它也是被叫做「原理」的。

在狄拉克的量子力学框架下,不确定关系(或者测不准原理)已经不再是一条独立的原理,而是「对易关系」的一个推论,所以,我们现在其实可以说,不确定关系已经几乎可以看成是也有一个「定理」了。其实在很多数学教科书中,在介绍傅里叶变换的性质时,也会讨论不确定关系,并且也是以定理的形式来证明的。

另外,需要补充的是,对于「能量—时间不确定关系」,由于「时间」在量子力学中不是一个可测量的物理量,所以,「对易关系」和「不确定关系」之间不能完全重合。

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