沃納(na)·卡(ka)爾(er)·海森堡(德(de)(de)文原名:Werner Karl Heisenberg,1901年12月(yue)5日—1976年2月(yue)1日),男,德(de)(de)國(guo)著(zhu)名物(wu)理學(xue)(xue)家,量(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)主要創始人(ren)(ren),哥(ge)本哈(ha)根學(xue)(xue)派的(de)(de)代表人(ren)(ren)物(wu),1932年諾貝爾(er)物(wu)理學(xue)(xue)獎獲得(de)者。量(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學(xue)(xue)是整(zheng)個科學(xue)(xue)史(shi)上(shang)最重要的(de)(de)成就之一,他的(de)(de)《量(liang)(liang)子(zi)(zi)論的(de)(de)物(wu)理學(xue)(xue)基礎》是量(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學(xue)(xue)領域的(de)(de)一部(bu)經典(dian)著(zhu)作。鑒于他的(de)(de)重要影響(xiang),在美國(guo)學(xue)(xue)者麥克(ke)·哈(ha)特所著(zhu)的(de)(de)《影響(xiang)人(ren)(ren)類歷史(shi)進程的(de)(de)100名人(ren)(ren)排行(xing)榜》,海森堡名列第43位(wei)。
海(hai)(hai)森(sen)堡(bao)(bao)是(shi)繼愛因(yin)斯坦之后最(zui)(zui)有作為的(de)(de)科學家(jia)(jia)之一。與(yu)愛因(yin)斯坦受普朗克(ke)的(de)(de)量(liang)子理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)的(de)(de)啟(qi)發而(er)提(ti)出了(le)光量(liang)子假設一樣,海(hai)(hai)森(sen)堡(bao)(bao)也是(shi)得益于愛因(yin)斯坦的(de)(de)相對論(lun)的(de)(de)思(si)路而(er)于1925年創(chuang)立(li)起(qi)了(le)矩陣(zhen)力學,并提(ti)出不確定性(xing)原理(li)(li)(li)(li)(li)及矩陣(zhen)理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)。量(liang)子力學是(shi)人(ren)們研究(jiu)微觀世(shi)界必不可少的(de)(de)有力工(gong)具。由于對量(liang)子理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)的(de)(de)新貢獻,他于1932年獲(huo)得了(le)諾貝爾(er)(er)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)學獎。海(hai)(hai)森(sen)堡(bao)(bao)還完成(cheng)了(le)核反(fan)應(ying)堆理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)。由于他取(qu)(qu)得的(de)(de)上述(shu)巨大成(cheng)就,使他成(cheng)了(le)20世(shi)紀最(zui)(zui)重要(yao)的(de)(de)理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)和原子物(wu)(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)學家(jia)(jia)。公(gong)元(yuan)1901~公(gong)元(yuan)1976,德國物(wu)(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)學家(jia)(jia)維爾(er)(er)納(na)·卡爾(er)(er)·海(hai)(hai)森(sen)堡(bao)(bao)由于在取(qu)(qu)得整(zheng)個科學史上的(de)(de)最(zui)(zui)重要(yao)的(de)(de)成(cheng)就之一——量(liang)子力學的(de)(de)創(chuang)立(li)中所起(qi)的(de)(de)作用,于1932年獲(huo)得諾貝爾(er)(er)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)獎。
力(li)學(xue)(xue)是(shi)研究(jiu)物(wu)(wu)(wu)體(ti)運動(dong)普遍規律的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)理學(xue)(xue)分支(zhi)。它是(shi)物(wu)(wu)(wu)理學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)最基(ji)本分支(zhi),又是(shi)最基(ji)礎學(xue)(xue)科(ke)。在20世紀初的(de)(de)(de)(de)年月里,人們逐漸認(ren)識到(dao)公(gong)認(ren)的(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)(xue)定律不能(neng)描寫極其微小(xiao)物(wu)(wu)(wu)體(ti)如原子(zi)和亞原子(zi)粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)行(xing)為;他(ta)們對此感(gan)到(dao)迷(mi)惑不解(jie),忐忑不安,因為公(gong)認(ren)的(de)(de)(de)(de)定律應(ying)用于宏觀(guan)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(即比個(ge)體(ti)原子(zi)大得(de)多的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)體(ti))時(shi)是(shi)白璧無瑕,完(wan)美無缺(que)的(de)(de)(de)(de)。
第二次世界(jie)大(da)戰開始(shi)(shi)后,迫于(yu)納粹(cui)(cui)德(de)國(guo)的(de)威脅,丹麥的(de)大(da)物理學(xue)家(jia)(jia)(jia)玻(bo)爾離開了心愛的(de)哥本哈根理論物理研(yan)究所(suo),離開了朝夕相(xiang)處的(de)來自世界(jie)各地的(de)同(tong)事,遠(yuan)赴美國(guo)。德(de)國(guo)的(de)許多科(ke)學(xue)家(jia)(jia)(jia)也紛(fen)紛(fen)背井離鄉,堅決不(bu)與(yu)納粹(cui)(cui)勢(shi)力妥協。然而,有一位(wei)同(tong)樣優秀的(de)物理學(xue)家(jia)(jia)(jia)卻(que)留下來了,并被納粹(cui)(cui)德(de)國(guo)委以重任,負(fu)責(ze)領導研(yan)制原(yuan)子(zi)彈的(de)技術工(gong)作,遠(yuan)在(zai)(zai)異鄉的(de)玻(bo)爾憤怒了,他(ta)與(yu)這(zhe)位(wei)過去的(de)同(tong)事產生(sheng)了尖銳(rui)的(de)矛盾,并與(yu)他(ta)形成了終(zhong)生(sheng)未(wei)能化解(jie)的(de)隔閡。有趣(qu)的(de)是,這(zhe)位(wei)一直(zhi)未(wei)能被玻(bo)爾諒解(jie)的(de)科(ke)學(xue)家(jia)(jia)(jia)卻(que)在(zai)(zai)1970年獲得了“玻(bo)爾國(guo)際獎(jiang)章”,而這(zhe)一獎(jiang)章是用(yong)(yong)以表彰“在(zai)(zai)原(yuan)子(zi)能和平利用(yong)(yong)方面做(zuo)出了巨大(da)貢獻的(de)科(ke)學(xue)家(jia)(jia)(jia)或(huo)工(gong)程師(shi)”的(de)。歷史在(zai)(zai)此開了個巨大(da)的(de)玩笑(xiao),這(zhe)玩笑(xiao)的(de)主人(ren)(ren)公就(jiu)像他(ta)發現的(de)“不(bu)確(que)定性原(yuan)理”一樣,一直(zhi)讓人(ren)(ren)感到困惑和不(bu)解(jie)。他(ta)就(jiu)是量子(zi)力學(xue)的(de)創始(shi)(shi)人(ren)(ren)——海森堡。
1976年2月1日逝世(shi),享年75歲。
20世(shi)紀初(chu),以愛(ai)因斯坦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相對論(lun)(lun)和玻爾的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)模型為(wei)基(ji)礎而形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)(lun)物(wu)理學(xue)(xue)吸引著(zhu)年(nian)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究者(zhe)們(men)。丹麥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)(lun)物(wu)理研(yan)究所(suo)(suo)(suo)成(cheng)了(le)年(nian)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理學(xue)(xue)家(jia)向往的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地方;在(zai)慕尼黑,玻爾的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)早期(qi)學(xue)(xue)說被(bei)人們(men)廣泛接受,玻爾研(yan)究所(suo)(suo)(suo)工作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎正(zheng)是(shi)玻爾一(yi)索末(mo)菲(fei)原(yuan)子(zi)模型。1924年(nian)7月,海(hai)森(sen)堡(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關于反常(chang)塞(sai)曼效應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)論(lun)(lun)文(wen)通過審(shen)核,從(cong)而使他(ta)晉身為(wei)講(jiang)(jiang)師,獲得(de)德(de)國大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任意級別中(zhong)講(jiang)(jiang)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)資格。而波(bo)爾--他(ta)對這(zhe)(zhe)位出(chu)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)輕人顯然有著(zhu)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)好感--也來(lai)信告(gao)訴海(hai)森(sen)堡(bao),他(ta)已經獲得(de)了(le)由洛克菲(fei)勒(Rockerfeller)財團資助的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)國際教(jiao)育(yu)基(ji)金(jin)會(IEB)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)獎金(jin),為(wei)數1000美元,從(cong)而讓他(ta)有機(ji)會遠赴哥本哈根,與波(bo)爾和他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)事(shi)共同(tong)工作(zuo)(zuo)一(yi)年(nian)。當(dang)時(shi),云集在(zai)玻爾研(yan)究所(suo)(suo)(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)來(lai)自世(shi)界(jie)各國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)(lun)物(wu)理學(xue)(xue)家(jia),正(zheng)試(shi)圖用這(zhe)(zhe)種模型來(lai)探索光譜(pu)線(xian)及其在(zai)電場和磁場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分裂,以便創立沒有邏輯矛盾的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)過程理論(lun)(lun),同(tong)時(shi),玻爾本人認為(wei),只有堅決(jue)背離傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀點,問(wen)題(ti)才能獲得(de)進展。但究竟從(cong)何入手的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)卻一(yi)直困擾著(zhu)他(ta)。這(zhe)(zhe)是(shi)一(yi)個棘(ji)手的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti),因為(wei)它(ta)事(shi)關從(cong)傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經典(dian)力學(xue)(xue)向一(yi)種更(geng)合(he)乎(hu)自然的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)過渡。新(xin)事(shi)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產生總要沖破重重阻(zu)礙,該怎(zen)么辦呢?整個研(yan)究所(suo)(suo)(suo)陷入了(le)沉(chen)思(si)和不斷(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗之中(zhong)。1925年(nian),當(dang)所(suo)(suo)(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)努力都顯得(de)徒勞無益時(shi),人們(men)似(si)乎(hu)覺(jue)得(de)物(wu)理學(xue)(xue)已經走(zou)進了(le)一(yi)條死胡同(tong)。
然而,海(hai)森堡(bao)的(de)(de)思想(xiang)讓玻(bo)(bo)爾長期的(de)(de)困(kun)惑迎刃(ren)而解(jie)。海(hai)森堡(bao)在(zai)大學時(shi)就對各種原子(zi)(zi)模型持懷疑態(tai)(tai)度(du)(du)(du)。他感(gan)到玻(bo)(bo)爾的(de)(de)理(li)論不(bu)可能(neng)在(zai)實驗(yan)中(zhong)(zhong)得到理(li)想(xiang)的(de)(de)證實。因為(wei)玻(bo)(bo)爾的(de)(de)理(li)論建立在(zai)一(yi)些不(bu)可直接觀察(cha)或(huo)不(bu)可測量(liang)的(de)(de)量(liang)上,如電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)運動的(de)(de)速度(du)(du)(du)和(he)軌跡等(deng)。海(hai)森堡(bao)認為(wei),在(zai)實驗(yan)中(zhong)(zhong),我們(men)不(bu)能(neng)期望(wang)找到像電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)在(zai)原子(zi)(zi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)位置(zhi),電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)速度(du)(du)(du)和(he)軌跡等(deng)一(yi)些根(gen)本無(wu)法(fa)觀察(cha)到的(de)(de)原子(zi)(zi)特征,而應該只探(tan)索那些可以(yi)通過實驗(yan)來確(que)定的(de)(de)數(shu)值(zhi),如固(gu)定狀態(tai)(tai)的(de)(de)原子(zi)(zi)的(de)(de)能(neng)量(liang)、原子(zi)(zi)輻射的(de)(de)頻率和(he)強(qiang)度(du)(du)(du)等(deng)。因此,在(zai)計算某(mou)個數(shu)值(zhi)時(shi),只需要利用原則上可以(yi)觀察(cha)到的(de)(de)數(shu)值(zhi)之間的(de)(de)相互比值(zhi),即(ji)只有依靠數(shu)學抽象才能(neng)解(jie)決問題。因此,海(hai)森堡(bao)首先(xian)從玻(bo)(bo)爾的(de)(de)對應原理(li)出(chu)發,從中(zhong)(zhong)找到充分的(de)(de)數(shu)學根(gen)據(ju),使這(zhe)一(yi)原理(li)由經驗(yan)原則變(bian)為(wei)研(yan)究原子(zi)(zi)內部過程的(de)(de)一(yi)種科學方法(fa)。
海(hai)森(sen)堡沒有就(jiu)此止(zhi)步不前。1925年(nian)6月,他(ta)又解(jie)決了(le)(le)(le)物(wu)理學(xue)(xue)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)個重要問(wen)題(ti)——如何解(jie)釋一(yi)個非簡(jian)諧原子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)能(neng)態,從(cong)而奠定(ding)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)綱領(ling)。幾個月后,他(ta)在(zai)(zai)物(wu)理學(xue)(xue)雜(za)志上發(fa)(fa)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)了(le)(le)(le)題(ti)為《關(guan)于運動學(xue)(xue)和力(li)(li)學(xue)(xue)關(guan)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)論新釋》的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)論文,將一(yi)類新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)(xue)量(liang)(liang)引入了(le)(le)(le)物(wu)理學(xue)(xue)領(ling)域,從(cong)而創(chuang)立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)理論。海(hai)森(sen)堡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論基礎是(shi)可(ke)以觀(guan)察的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)事物(wu)或可(ke)以測量(liang)(liang)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)。他(ta)認為,我們不是(shi)總能(neng)準確(que)(que)地確(que)(que)定(ding)某一(yi)時間(jian)電子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)空間(jian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),也(ye)不可(ke)能(neng)在(zai)(zai)它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道上跟(gen)蹤它,因而玻(bo)(bo)爾(er)(er)假(jia)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行星軌道是(shi)不是(shi)真的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)還不能(neng)確(que)(que)定(ding)。因此,像位置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi).速度等力(li)(li)學(xue)(xue)量(liang)(liang),需要用線(xian)性代數(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“矩陣(zhen)”這種抽象的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)(xue)體系來表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi),而不應該用一(yi)般(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)來表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)。作(zuo)(zuo)為一(yi)種數(shu)學(xue)(xue)體系,矩陣(zhen)是(shi)指(zhi)復數(shu)在(zai)(zai)矩形(xing)中(zhong)排列成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行列,每個數(shu)字在(zai)(zai)矩形(xing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)由兩個指(zhi)標來表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi),一(yi)個相(xiang)當于數(shu)學(xue)(xue)位置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行,另一(yi)個相(xiang)當于數(shu)學(xue)(xue)位置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論。“矩陣(zhen)”被提出后,玻(bo)(bo)恩很快注意到(dao)了(le)(le)(le)這個問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要性,他(ta)與約爾(er)(er)丹共同合作(zuo)(zuo)對矩陣(zhen)力(li)(li)學(xue)(xue)原理進行了(le)(le)(le)進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)。1925年(nian)9月,他(ta)倆一(yi)起發(fa)(fa)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)了(le)(le)(le)《論量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)》一(yi)文,將海(hai)森(sen)堡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)思想(xiang)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)成(cheng)為量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種系統理論。11月,海(hai)森(sen)堡在(zai)(zai)與玻(bo)(bo)恩和約爾(er)(er)丹協(xie)作(zuo)(zuo)下,發(fa)(fa)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)《關(guan)于運動學(xue)(xue)和力(li)(li)學(xue)(xue)關(guan)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)論的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重新解(jie)釋》的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)論文,創(chuang)立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種形(xing)式(shi)體系——矩陣(zhen)力(li)(li)學(xue)(xue)。從(cong)此,人們找到(dao)了(le)(le)(le)原子(zi)(zi)(zi)微觀(guan)結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自然規律。愛因斯坦評價道:“海(hai)森(sen)堡下了(le)(le)(le)一(yi)個巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)蛋。”
海(hai)森堡(bao)的(de)(de)(de)(de)矩陣(zhen)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)所(suo)采用的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)是一(yi)種代數方(fang)(fang)(fang)法(fa),它從所(suo)觀(guan)測到(dao)的(de)(de)(de)(de)光譜線(xian)的(de)(de)(de)(de)分(fen)立(li)性入手,強調不(bu)連續性。幾個月后的(de)(de)(de)(de)1926年初,奧地利(li)物理(li)學(xue)(xue)(xue)家(jia)薛定諤采用解(jie)微分(fen)方(fang)(fang)(fang)程的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa),從推廣經典理(li)論(lun)(lun)入手,強調連續性,從而創立(li)了(le)量(liang)子(zi)(zi)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)第二種理(li)論(lun)(lun)——波動(dong)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)。由于兩(liang)個理(li)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)創始人都(dou)只對(dui)自己(ji)的(de)(de)(de)(de)理(li)淪深信不(bu)疑,而較少領會對(dui)方(fang)(fang)(fang)的(de)(de)(de)(de)思想,因而一(yi)場爭(zheng)論(lun)(lun)就不(bu)可避免了(le),他們都(dou)對(dui)對(dui)方(fang)(fang)(fang)的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)(lun)提出(chu)了(le)批評。后來(lai),薛定諤在認真研究了(le)海(hai)森堡(bao)的(de)(de)(de)(de)矩陣(zhen)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)之后,與諾依曼一(yi)起(qi)證明了(le)波動(dong)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)和矩陣(zhen)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)在數學(xue)(xue)(xue)上的(de)(de)(de)(de)等價性。這兩(liang)種理(li)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)成功結合,大(da)大(da)豐(feng)富和拓展了(le)量(liang)子(zi)(zi)理(li)論(lun)(lun)體系(xi)。這樣,解(jie)決原子(zi)(zi)物理(li)任務(wu)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)在1926年就正式(shi)創立(li)起(qi)來(lai)了(le)。
后(hou)來,在解釋氫分(fen)(fen)子(zi)光譜(pu)中強弱譜(pu)線交(jiao)替出現(xian)(xian)的現(xian)(xian)象時,海森(sen)堡運用矩陣(zhen)力(li)學(xue)(xue)將氫分(fen)(fen)子(zi)分(fen)(fen)成兩(liang)種形式:正氫和(he)伸氫,即發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)同(tong)素異形氫。這可是個了(le)(le)不(bu)起的發(fa)現(xian)(xian)。1933年,為了(le)(le)表(biao)彰他(ta)創立的量子(zi)力(li)學(xue)(xue),尤(you)其是運用量子(zi)力(li)學(xue)(xue)理論發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)同(tong)素異形氫,瑞典皇家科學(xue)(xue)院給(gei)他(ta)頒發(fa)了(le)(le)諾貝爾物理學(xue)(xue)獎。幸運之神降落(luo)到了(le)(le)年輕(qing)的海森(sen)堡身(shen)上。
維爾(er)(er)納·卡爾(er)(er)·海(hai)(hai)森(sen)堡(bao)(Wener Karl Heisenberg)是德國著名(ming)的(de)(de)理論物(wu)理學(xue)家(jia)、哲(zhe)學(xue)家(jia),量(liang)子力學(xue)的(de)(de)創始人之(zhi)一。1901年12月5日,他出生于德國的(de)(de)維爾(er)(er)茨堡(bao)。他的(de)(de)父親A.海(hai)(hai)森(sen)堡(bao)博士是名(ming)噪(zao)一時的(de)(de)語言學(xue)家(jia)和東(dong)羅馬(ma)史(shi)學(xue)家(jia),曾經在(zai)慕(mu)尼黑(hei)大(da)學(xue)擔任中世紀和現代(dai)希臘語教授。受(shou)其影響,年幼(you)的(de)(de)海(hai)(hai)森(sen)堡(bao)學(xue)到了一定(ding)的(de)(de)語言知識(shi),其父對(dui)此(ci)引(yin)以為(wei)豪(hao)。
1920年(nian)以(yi)前,海森堡在著(zhu)名的慕尼黑(hei)麥(mai)克(ke)西米學(xue)(xue)校(xiao)讀書。麥(mai)克(ke)西米學(xue)(xue)校(xiao)培養了(le)(le)不少未(wei)來(lai)的科學(xue)(xue)家,如量子思(si)想(xiang)的創(chuang)始(shi)人普朗(lang)克(ke)40年(nian)前就在此求(qiu)學(xue)(xue)。中學(xue)(xue)時,海森堡迷上了(le)(le)數學(xue)(xue),并(bing)且很快掌(zhang)握(wo)了(le)(le)微分學(xue)(xue)和積分學(xue)(xue)。那時的他(ta),一(yi)直憧憬著(zhu)在未(wei)來(lai)成(cheng)為一(yi)名數學(xue)(xue)家。可是,后來(lai)的大(da)學(xue)(xue)生涯卻改變(bian)了(le)(le)這個年(nian)輕(qing)人的命運。
1920年中學(xue)(xue)畢業后(hou),海(hai)(hai)森堡考入慕尼黑大學(xue)(xue),在(zai)索(suo)末菲、維恩等指導下攻讀物理(li)學(xue)(xue)。后(hou)來(lai),他又前往(wang)哥廷根大學(xue)(xue),在(zai)玻恩和希(xi)爾伯特的(de)(de)指導下學(xue)(xue)習物理(li)。1923年,海(hai)(hai)森堡寫出了(le)題為(wei)《關于流(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)動的(de)(de)穩定和湍流(liu)(liu)(liu)》這(zhe)篇流(liu)(liu)(liu)體(ti)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)博士論文(wen),詳細(xi)研究了(le)非線性理(li)論的(de)(de)近似(si)性,年終取得了(le)慕尼黑大學(xue)(xue)的(de)(de)哲學(xue)(xue)博士學(xue)(xue)位。
1923年10月回到哥(ge)廷根(gen),由馬克思· 玻恩私人出資聘請為助教。
1924年(nian)6月7日在哥廷根第一次遇見愛(ai)因(yin)斯坦。
1924年至1927年間,他得到(dao)洛克(ke)菲勒(le)基金(jin)會的(de)(de)贊助,來到(dao)哥本(ben)哈根的(de)(de)理論物理研究(jiu)所與玻(bo)爾一起工(gong)作。從此(ci),海森堡置身于長期激(ji)烈的(de)(de)學術(shu)爭鳴的(de)(de)氛圍中,開(kai)始卓有成(cheng)效(xiao)的(de)(de)學術(shu)研究(jiu)工(gong)作。
1933年(nian)12月11日(ri)獲得1932年(nian)度的(de)諾貝爾物(wu)理學獎。
1934年6月(yue)21日提出正子理論。
第二次世(shi)界大戰期(qi)間,當愛因斯(si)坦等科學家受到納粹迫害時,海森堡因其對(dui)德(de)(de)國的(de)熱愛而留在德(de)(de)國,并盡可能地(di)挽救德(de)(de)國的(de)科學。
1941年,他(ta)被(bei)任(ren)命為柏林大(da)學物理(li)學教(jiao)授和(he)凱澤·威(wei)廉(lian)皇家物理(li)所所長,成為德國研制原子彈(dan)核(he)武器(qi)的(de)(de)(de)領導(dao)人,與(yu)核(he)裂變(bian)的(de)(de)(de)發現(xian)者(zhe)之(zhi)一哈恩一起研制核(he)反應堆(dui)。隨著戰爭進(jin)程的(de)(de)(de)推進(jin),海森堡很快發現(xian)自(zi)己陷入矛盾(dun)之(zhi)中:他(ta)熱愛自(zi)己的(de)(de)(de)祖國,但又(you)對納粹的(de)(de)(de)暴行非常仇恨(hen)。因此,他(ta)便(bian)采取實際(ji)行動(dong)來遏制德國核(he)武器(qi)的(de)(de)(de)發展(zhan)。
1946年,海(hai)森堡與同事一道(dao)在(zai)哥廷根重建了(le)哥廷根大學(xue)物(wu)理(li)研究所,從事物(wu)理(li)學(xue)和(he)天文(wen)物(wu)理(li)學(xue)研究,并(bing)擔任所長(chang)。
1948年,該研究(jiu)(jiu)所(suo)(suo)易名(ming)為馬克(ke)(ke)斯(si)·普朗克(ke)(ke)物(wu)(wu)理(li)(li)研究(jiu)(jiu)所(suo)(suo)。10年以(yi)后,他(ta)又被(bei)聘為慕尼(ni)(ni)黑大學的物(wu)(wu)理(li)(li)教授(shou),研究(jiu)(jiu)所(suo)(suo)也隨他(ta)遷入慕尼(ni)(ni)黑,并改名(ming)為馬克(ke)(ke)斯(si)·普克(ke)(ke)物(wu)(wu)理(li)(li)及天文物(wu)(wu)理(li)(li)研究(jiu)(jiu)所(suo)(suo)。
第二次世(shi)界(jie)大戰后,海森堡在促進原(yuan)子能和平應用上(shang)做出(chu)了很(hen)大貢獻。1957年,他和其他德(de)國(guo)科(ke)學(xue)家聯合反(fan)對用核武(wu)器武(wu)裝德(de)國(guo)軍隊(dui)。他還(huan)與日內(nei)瓦(wa)國(guo)際原(yuan)子物(wu)理學(xue)研(yan)究所密(mi)切(qie)合作(zuo),并擔任了這個研(yan)究機構(gou)的(de)第一任委(wei)員會主(zhu)席。
這(zhe)位天才(cai)的(de)物(wu)理學家永遠不(bu)(bu)會放(fang)棄學術上的(de)不(bu)(bu)斷努力。自(zi)1953年(nian)后的(de)20年(nian)中(zhong)(zhong),海森(sen)堡(bao)把(ba)重點轉向基本粒子(zi)理論(lun)的(de)研(yan)究。1958年(nian)4月,他提出(chu)了非線(xian)性(xing)旋量理論(lun)。這(zhe)個理論(lun)的(de)基礎是(shi)4個非線(xian)性(xing)微(wei)(wei)分(fen)方程及(ji)其(qi)包括引(yin)力子(zi)在內的(de)所(suo)謂“宇宙公式”。這(zhe)些方程系運用于自(zi)然界(jie)中(zhong)(zhong),能(neng)(neng)體現出(chu)普遍對(dui)稱(cheng)性(xing)的(de)基本形式的(de)微(wei)(wei)分(fen)系統(tong),而且(qie)能(neng)(neng)解釋高能(neng)(neng)碰撞中(zhong)(zhong)產生的(de)基本粒子(zi)的(de)多樣(yang)性(xing)。海森(sen)堡(bao)以他的(de)研(yan)究不(bu)(bu)斷推動(dong)現代(dai)物(wu)理向前發展。
1976年2月1日(ri),海森(sen)堡這(zhe)位20世紀(ji)杰出的(de)科學(xue)家與世長辭(ci)。作(zuo)為(wei)量(liang)子力(li)學(xue)的(de)奠基者,人(ren)們(men)永遠不會(hui)忘記他改變了(le)人(ren)們(men)對客觀(guan)世界(jie)的(de)基本(ben)觀(guan)點及其在實際應用中(zhong)對激光、晶體管、電子顯微(wei)鏡等現代化設備中(zhong)所產生的(de)巨大(da)影響。這(zhe)位“永遠以(yi)哥倫布為(wei)榜樣(yang)”的(de)科學(xue)家,在物理學(xue)微(wei)觀(guan)世界(jie)中(zhong),開拓(tuo)了(le)新的(de)途徑,成為(wei)量(liang)子力(li)學(xue)的(de)創始人(ren)之一,在微(wei)觀(guan)粒子運動學(xue)和力(li)學(xue)領域中(zhong)做出了(le)卓越的(de)貢(gong)獻。
1925年,維爾納·海森堡提出了一(yi)個新的(de)(de)物理(li)學(xue)說(shuo)(shuo),一(yi)個在基本概念(nian)上與經典牛頓學(xue)說(shuo)(shuo)有著根本不同的(de)(de)學(xue)說(shuo)(shuo)。這個新學(xue)說(shuo)(shuo)──在海森堡的(de)(de)繼承人做了某些修(xiu)正(zheng)后(hou)──取得了光輝(hui)的(de)(de)成果,今天被公(gong)認為可以應用(yong)于所有的(de)(de)物理(li)體系,而不管其類型如何或(huo)規模大小。
用(yong)數學(xue)(xue)(xue)能演證出:在只涉及(ji)宏觀(guan)體系的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)(xia),量(liang)子力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)預(yu)測不同于經典力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)預(yu)測,不過由于兩者在量(liang)上差別太(tai)小而無法度量(liang)出來(lai)(由于這種原因,經典力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)──在數學(xue)(xue)(xue)上比量(liang)子力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)簡單得(de)多──仍可(ke)用(yong)于大多數的(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)運算)。但是(shi)在涉及(ji)原子量(liang)綱(gang)體系的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)(xia),量(liang)子力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)預(yu)測與(yu)經典力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)預(yu)測迥然各異;實驗表明在這樣的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)(xia),量(liang)子力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)預(yu)測是(shi)正確的(de)(de)(de)。
海森(sen)堡(bao)學(xue)說所(suo)得出的(de)(de)(de)成(cheng)果之一(yi)是(shi)著名的(de)(de)(de)“不確(que)定(ding)性原理(li)(li)(li)(li)”。這條(tiao)原理(li)(li)(li)(li)由他在(zai)(zai)1927親自提(ti)出,被(bei)一(yi)般認為(wei)是(shi)科學(xue)中所(suo)有道理(li)(li)(li)(li)最深(shen)(shen)奧、意(yi)義最深(shen)(shen)遠的(de)(de)(de)原理(li)(li)(li)(li)之一(yi)。測(ce)不準(zhun)原理(li)(li)(li)(li)所(suo)起的(de)(de)(de)作用就在(zai)(zai)于它說明(ming)了我(wo)們(men)的(de)(de)(de)科學(xue)度量的(de)(de)(de)能(neng)力(li)在(zai)(zai)理(li)(li)(li)(li)論(lun)上存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)某些局(ju)限性,具有巨大的(de)(de)(de)意(yi)義。如果一(yi)個(ge)科學(xue)家用物理(li)(li)(li)(li)學(xue)基本定(ding)律甚(shen)至在(zai)(zai)最理(li)(li)(li)(li)想(xiang)的(de)(de)(de)情況下也不能(neng)獲得有關他正在(zai)(zai)研究的(de)(de)(de)體系(xi)的(de)(de)(de)準(zhun)確(que)知識(shi),那么(me)就顯然表明(ming)該(gai)體系(xi)的(de)(de)(de)將來(lai)(lai)行為(wei)是(shi)不能(neng)完全預測(ce)出來(lai)(lai)的(de)(de)(de)。根據測(ce)不準(zhun)原理(li)(li)(li)(li),不管對(dui)測(ce)量儀器(qi)做出何種改進都不可能(neng)會使(shi)我(wo)們(men)克服這個(ge)困難!
不(bu)(bu)確定性原(yuan)理表(biao)明從本質上(shang)來講物(wu)理學不(bu)(bu)能做出超越統計學范圍的(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)測(ce)(例如,一位(wei)研究放射(she)的(de)(de)(de)(de)科(ke)學家可能會(hui)預(yu)(yu)測(ce)出在(zai)(zai)(zai)(zai)三(san)兆個原(yuan)子(zi)中將會(hui)有兩百萬(wan)個在(zai)(zai)(zai)(zai)翌日(ri)放射(she)Υ射(she)線(xian),但(dan)是(shi)他卻(que)無法預(yu)(yu)測(ce)出任何一個具(ju)體(ti)的(de)(de)(de)(de)鐳原(yuan)子(zi)將會(hui)是(shi)如此)。在(zai)(zai)(zai)(zai)許多實際情況中,這并(bing)不(bu)(bu)構成一種嚴重的(de)(de)(de)(de)限制。在(zai)(zai)(zai)(zai)牽(qian)(qian)涉(she)到巨大數目(mu)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),統計方法經(jing)常可以為行動提(ti)供十分可靠(kao)(kao)的(de)(de)(de)(de)依(yi)據;但(dan)是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)牽(qian)(qian)涉(she)到小(xiao)數目(mu)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),統計預(yu)(yu)測(ce)就確實靠(kao)(kao)不(bu)(bu)住了。事(shi)實上(shang)在(zai)(zai)(zai)(zai)微觀(guan)(guan)體(ti)系里,測(ce)不(bu)(bu)準原(yuan)理迫使我(wo)們不(bu)(bu)得(de)不(bu)(bu)拋棄我(wo)們的(de)(de)(de)(de)嚴格的(de)(de)(de)(de)物(wu)質因果觀(guan)(guan)念。這就表(biao)明了科(ke)學基(ji)本觀(guan)(guan)發生了非(fei)常深刻的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua);的(de)(de)(de)(de)確是(shi)非(fei)常深刻的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)以致于(yu)象愛因斯坦這樣的(de)(de)(de)(de)一位(wei)偉大的(de)(de)(de)(de)科(ke)學家都不(bu)(bu)愿(yuan)意接受。愛因斯坦曾經(jing)說過(guo):“我(wo)不(bu)(bu)相(xiang)信上(shang)帝在(zai)(zai)(zai)(zai)和(he)宇宙投(tou)骰(tou)子(zi)。”然而(er)這卻(que)基(ji)本上(shang)是(shi)大多數現代物(wu)理學家感到必須得(de)采納的(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)點(dian)。
顯而易見,從某種理論觀(guan)(guan)點來看,量(liang)子(zi)學說改(gai)變(bian)了我們對物質世界的基本觀(guan)(guan)念,其改(gai)變(bian)的程(cheng)度也許甚(shen)至比相對論還要大。然而量(liang)子(zi)學說帶(dai)來的結果并不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是人(ren)生觀(guan)(guan)的變(bian)化。
在量子(zi)學(xue)說的(de)(de)實(shi)際應用的(de)(de)行列之中,有諸如(ru)電子(zi)顯微鏡(jing)、激光器和(he)半導體(ti)等現代儀(yi)器。它(ta)(ta)在核物理(li)學(xue)和(he)原子(zi)能領(ling)域(yu)里也有著許(xu)(xu)許(xu)(xu)多(duo)多(duo)的(de)(de)應用;它(ta)(ta)構(gou)成了我(wo)們的(de)(de)光譜學(xue)知(zhi)識的(de)(de)基礎,廣泛(fan)地用于天文學(xue)和(he)化學(xue)領(ling)域(yu);它(ta)(ta)還用于對(dui)各種不同論題(ti)的(de)(de)理(li)論研(yan)究,諸如(ru)液態氦的(de)(de)特(te)性、星體(ti)的(de)(de)內部(bu)構(gou)造、鐵磁性和(he)放射性等等。
維爾(er)納·海森(sen)堡于(yu)1901年(nian)出生(sheng)在德(de)國,1923年(nian)在慕尼黑大(da)(da)學獲得(de)理(li)論物(wu)理(li)學博士學位(wei)。從1924年(nian)到1927年(nian)他(ta)(ta)在哥本哈(ha)根(gen)與偉大(da)(da)的(de)丹麥物(wu)理(li)學家尼爾(er)斯·玻(bo)爾(er)共事。他(ta)(ta)的(de)關于(yu)量子力(li)學的(de)第一篇重(zhong)要論文發表于(yu)1925年(nian),他(ta)(ta)對(dui)測不(bu)準原(yuan)理(li)論述的(de)結(jie)果于(yu)1927年(nian)問世(shi)。海森(sen)堡1976年(nian)溘(ke)然長逝,享年(nian)七(qi)(qi)十(shi)四歲(sui),他(ta)(ta)留下了妻(qi)子和七(qi)(qi)個兒女。
就量子(zi)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)重要(yao)性而論,讀者可能要(yao)問為什(shen)么不把海(hai)森堡的(de)(de)(de)(de)名(ming)次在本(ben)(ben)冊中排(pai)得更加高些。然(ran)而海(hai)森堡并不是量子(zi)力(li)學(xue)(xue)創立(li)中的(de)(de)(de)(de)唯(wei)一重要(yao)的(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)家(jia),為此做出了有深遠意義(yi)貢(gong)獻(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)有他(ta)的(de)(de)(de)(de)前輩馬(ma)克(ke)斯·普朗克(ke)、阿爾(er)伯特·愛因斯坦(tan)、尼爾(er)斯·玻爾(er)和法(fa)國科學(xue)(xue)家(jia)路易·德布羅意。此外,在海(hai)森堡的(de)(de)(de)(de)那篇具有獨創性的(de)(de)(de)(de)論文發(fa)表不久以后的(de)(de)(de)(de)年月里,許(xu)多其(qi)(qi)他(ta)科學(xue)(xue)家(jia)其(qi)(qi)中包括奧地利人歐文·施羅丁格和英國人P·A·M狄拉克(ke)都對量子(zi)學(xue)(xue)說做出了重要(yao)的(de)(de)(de)(de)貢(gong)獻(xian)(xian)。但是我認為海(hai)森堡是量子(zi)力(li)學(xue)(xue)創立(li)中的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)人物,即使(shi)按(an)勞(lao)分功(gong),他(ta)的(de)(de)(de)(de)貢(gong)獻(xian)(xian)也理應使(shi)他(ta)在本(ben)(ben)冊中名(ming)列高位。
1927年至1941年期間,海(hai)森堡(bao)在萊(lai)比錫大學(xue)擔任理論物理學(xue)教授。
在學術(shu)上,海森堡不僅開拓了量子(zi)力學的發(fa)展道路,而(er)且為物(wu)(wu)理(li)學的其他(ta)分(fen)支(zhi)(如量子(zi)電動(dong)力學、渦動(dong)力學、宇(yu)宙輻射性物(wu)(wu)理(li)和鐵磁性理(li)論等(deng))都做(zuo)出(chu)了杰出(chu)的貢獻。除此(ci)以外,他(ta)還是一(yi)個杰出(chu)的哲學家。
1927年,海森(sen)堡(bao)發表了《量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)理(li)(li)論運動學和(he)(he)(he)力(li)學的(de)(de)(de)直觀(guan)內容》一(yi)文(wen),提(ti)出了深具(ju)影響力(li)的(de)(de)(de)“測(ce)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)原(yuan)(yuan)則(ze)”,奠定(ding)了從物(wu)(wu)理(li)(li)學上解(jie)釋量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學的(de)(de)(de)基礎。他認為,當我(wo)(wo)們的(de)(de)(de)工作從宏觀(guan)領(ling)(ling)域進(jin)入微(wei)觀(guan)領(ling)(ling)域時(shi),我(wo)(wo)們的(de)(de)(de)宏觀(guan)儀器(qi)(觀(guan)測(ce)工具(ju))必然會對(dui)微(wei)觀(guan)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)(研究對(dui)象)產生干擾。平時(shi).人們只能用反映宏觀(guan)世界的(de)(de)(de)經(jing)典概(gai)念來(lai)描述宏觀(guan)儀器(qi)所(suo)測(ce)量(liang)到(dao)的(de)(de)(de)結果(guo)(guo)(guo),這(zhe)樣,所(suo)測(ce)量(liang)到(dao)的(de)(de)(de)結果(guo)(guo)(guo)就同(tong)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)來(lai)狀態(tai)不(bu)(bu)完全相同(tong)。根(gen)據這(zhe)個原(yuan)(yuan)理(li)(li),海森(sen)堡(bao)宣稱,人們不(bu)(bu)可能同(tong)時(shi)準(zhun)(zhun)確(que)地確(que)定(ding)一(yi)個物(wu)(wu)理(li)(li)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)和(he)(he)(he)速度,其中一(yi)個量(liang)測(ce)定(ding)得越準(zhun)(zhun)確(que),則(ze)另一(yi)個量(liang)就越不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)確(que)。因(yin)此,在(zai)確(que)定(ding)運動粒子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)和(he)(he)(he)速度時(shi)一(yi)定(ding)存(cun)在(zai)一(yi)些(xie)誤(wu)差。這(zhe)些(xie)誤(wu)差對(dui)于普(pu)通人來(lai)說(shuo)是微(wei)不(bu)(bu)足(zu)道(dao)的(de)(de)(de),但在(zai)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)研究中卻不(bu)(bu)容忽視。“測(ce)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)原(yuan)(yuan)則(ze)”原(yuan)(yuan)則(ze)上可以影響到(dao)物(wu)(wu)理(li)(li)學上或大(da)(da)或小(xiao)的(de)(de)(de)各種現象,但它的(de)(de)(de)重要性在(zai)物(wu)(wu)理(li)(li)學上的(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)領(ling)(ling)域表現得更加明顯。通常(chang),在(zai)實踐中,如果(guo)(guo)(guo)研究中涉(she)(she)及的(de)(de)(de)數量(liang)很大(da)(da),那么(me)統計的(de)(de)(de)方法就為研究活(huo)動提(ti)供可靠的(de)(de)(de)保障;然而如果(guo)(guo)(guo)涉(she)(she)及的(de)(de)(de)數量(liang)很小(xiao)時(shi),那么(me)測(ce)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)原(yuan)(yuan)理(li)(li)會讓我(wo)(wo)們改變原(yuan)(yuan)有的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)因(yin)果(guo)(guo)(guo)關(guan)系的(de)(de)(de)觀(guan)點,并且接受測(ce)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)原(yuan)(yuan)理(li)(li)。
在(zai)(zai)(zai)(zai)測(ce)不(bu)(bu)(bu)準原理(li)發現之前,很(hen)多(duo)人認(ren)為,如果能(neng)(neng)預(yu)先(xian)測(ce)量(liang)(liang)到自然(ran)界中(zhong)每(mei)個粒子在(zai)(zai)(zai)(zai)任何時刻(ke)運動的(de)(de)(de)(de)(de)位置和速度(du),那么對于整個宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)歷史,無(wu)論(lun)是過去,還是將(jiang)來,原則(ze)上來說都是可以計算出來的(de)(de)(de)(de)(de)。然(ran)而,測(ce)不(bu)(bu)(bu)準原理(li)卻否定了這(zhe)種情況存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)性(xing)。因(yin)為事實(shi)上,人們(men)并不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)(zai)同一時刻(ke)準確地測(ce)量(liang)(liang)到粒子運動的(de)(de)(de)(de)(de)位置和速度(du)。測(ce)不(bu)(bu)(bu)準原理(li)在(zai)(zai)(zai)(zai)一定程度(du)上說明了科(ke)學測(ce)量(liang)(liang)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)局限(xian)性(xing),它(ta)(ta)說明物理(li)學上的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本定律有時也不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)讓科(ke)學家(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)理(li)想的(de)(de)(de)(de)(de)狀況下正確認(ren)識研究體系,因(yin)而無(wu)法完全預(yu)測(ce)這(zhe)一體系將(jiang)要發生的(de)(de)(de)(de)(de)變化。這(zhe)一原理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)提出具有巨(ju)大而深(shen)遠的(de)(de)(de)(de)(de)意義,它(ta)(ta)是對科(ke)學上的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本哲學觀——決定論(lun)思想的(de)(de)(de)(de)(de)一次重(zhong)大革新:它(ta)(ta)告訴人們(men),測(ce)量(liang)(liang)儀器的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)斷(duan)改進,也不(bu)(bu)(bu)可能(neng)(neng)克(ke)服(fu)實(shi)際存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)誤差。因(yin)而,在(zai)(zai)(zai)(zai)實(shi)踐(jian)中(zhong),這(zhe)一原理(li)被越來越多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)學家(jia)所(suo)接受。
在海森(sen)堡的(de)(de)一生中,他(ta)還(huan)撰(zhuan)寫了一系列(lie)物理(li)學(xue)(xue)(xue)和(he)哲(zhe)學(xue)(xue)(xue)方(fang)面(mian)的(de)(de)著作,如《原子核科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)哲(zhe)學(xue)(xue)(xue)問(wen)題》、《物理(li)學(xue)(xue)(xue)與哲(zhe)學(xue)(xue)(xue)》,《自然規(gui)律與物質(zhi)結構》、《部分(fen)與全部》、《原子物理(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)發展和(he)社會》等(deng)(deng)等(deng)(deng),為現代物理(li)學(xue)(xue)(xue)和(he)哲(zhe)學(xue)(xue)(xue)做(zuo)出了不可(ke)磨滅(mie)的(de)(de)貢(gong)獻。
除(chu)了(le)獲(huo)得馬(ma)克斯(si)·普朗克獎(jiang)(jiang)章、德(de)(de)國聯邦十字勛章等(deng)(deng)獎(jiang)(jiang)章,諾貝爾(er)(er)物理學(xue)(xue)獎(jiang)(jiang)等(deng)(deng)獎(jiang)(jiang)項外,海(hai)森堡(bao)(bao)還被布(bu)魯塞爾(er)(er)大學(xue)(xue)、卡爾(er)(er)斯(si)魯厄大學(xue)(xue)和布(bu)達佩(pei)斯(si)大學(xue)(xue)授(shou)予榮(rong)譽(yu)博(bo)士頭銜。他是倫敦皇家(jia)學(xue)(xue)會(hui)的(de)(de)會(hui)員(yuan)(yuan)、以及哥廷根、巴(ba)伐利亞(ya)、薩克森、普魯士、瑞典、羅馬(ma)尼(ni)亞(ya)、挪(nuo)威、西(xi)班牙、荷蘭、羅馬(ma)、美國等(deng)(deng)眾多(duo)科(ke)學(xue)(xue)學(xue)(xue)會(hui)的(de)(de)成員(yuan)(yuan),德(de)(de)國科(ke)學(xue)(xue)院和意大利科(ke)學(xue)(xue)院的(de)(de)院士。1953年成為洪(hong)堡(bao)(bao)基金(jin)會(hui)的(de)(de)主席,歐洲核研(yan)究委員(yuan)(yuan)會(hui)德(de)(de)國代(dai)表團(tuan)團(tuan)長,日內(nei)瓦和平(ping)利用原子能會(hui)議上西(xi)德(de)(de)的(de)(de)代(dai)表。