海森堡测不准原理的一个常见解释被篡改了。
不确定性原理限制了我们对量子系统的理解，但是结果的不确定性并不完全是由测量行为引起的。
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与学生所学的相反，旁观者并不总是感到量子不确定性。一项新的实验证明，量子系统的测量不一定会导致不确定性。研究推翻了许多关于量子世界为何如此未知的解释，但最小可探测尺度的基本极限保持不变。
海森堡测不准原理是量子力学的基石。简而言之，这个原理让我们对探索量子世界有了一个基本的限制。例如，你越是确定一个粒子的位置，就越不能确定它的动量，反之亦然。这个极限表示为一个方程，很容易用数学方法证明。
海森堡有时称测不准原理是测量中的一个难题。他最著名的思维实验是给电子设备拍照。为了拍照，科学家可能必须向电子表面发射光子。这将暴露电子的位置，但是光子也将能量传递给电子，导致它移动。检测一个电子的位置会无限地改变它的速度，而由测量行为引起的不确定性足以使这个原理成立。
物理系学生仍在通过测量导论课中的干扰来学习理解不确定性原理，但人们发现这不一定是真的。多伦多大学的阿普雷姆·斯坦伯格和他的团队测量了光子，发现由测量行为引起的不确定性可能小于海森堡不确定性原理。然而，我们对光子性质的整体理解的不确定性仍然高于海森堡原理的下限。
巧妙的测量
斯坦·恩伯格的团队没有测量光子的位置和动量，而是测量了两个不相关的属性:光子的偏振态。在这种情况下，一个平面上的偏振本质上与另一个平面上的偏振态相关。根据海森堡测不准原理，我们对这两种状态的确定是有限度的。
研究人员“稍微”测量光子在平面上的偏振状态，这不会干扰光子，但也足以大致了解它们的偏振方向。然后，他们测量了另一个平面上光子的偏振态。最后，他们精确地测量了光子在第一次测量平面上的偏振态，看它是否受到第二次测量的干扰。
经过多次实验，研究人员发现，测量一个偏振态到另一个偏振态所引起的干扰可能没有测不准原理预测的那么多。在最有利的情况下，干扰是不确定性原理预测的一半。
斯坦·恩伯格说:不要太激动——不确定性原理仍然是正确的。“最后，你仍然不能同时准确地知道两个量子态。”然而，实验表明，测量行为不一定是不确定性的原因。他说:“如果系统本身包含很多不确定性，那么测量结果的不确定性不一定是由测量行为引起的。”
在最近的实验中，第二次进行了低于不确定度极限的测量。今年早些时候，奥地利维也纳科技大学的物理学家yujihasegawa测量了中子的自旋，结果的不确定性小于假设系统中所有不确定性都是由测量引起的预测结果。
然而，最新的研究结果清楚地解释了海森堡原理的错误。澳大利亚布里斯班格里菲斯大学的理论物理学家霍华德·怀斯曼说:“这是海森堡测量干涉不确定性原理最直接的实验证明。”这可能对教科书作者有用，让他们知道简单地将测量与干扰联系起来是错误的。”
然而，可能很难摆脱“测量导致不确定性”的旧解释。即使在实验之后，斯坦·恩伯格在最近给学生的作业中提出了一个关于测量如何导致不确定性的问题。他说:“直到我改了作业，我才意识到我的题目错了。”现在我得小心了。”
(全球科学翻译)
文章来源：www.atolchina.com