1.3　飘忽不定的幽灵——不能同时确定微观粒子的位置和速度

在经典世界里，大到恒星，小到一粒沙子，每一样东西都是实实在在的，宏观物体在某一时刻具有确定的位置和确定的状态。我们平日里在说一个物体位置的时候，潜意识里是把它近似为一个点来描述的，想要探测到它们的运动状态并不是一件难事，即便是超过声速的飞机，我们也能通过雷达准确探测到它的速度和位置坐标（见图1.4）。

图1.4　雷达可以探测到飞机的运动信息

然而，在微观世界里，人们发现微观粒子的运动状态具有很大的不确定性，像“幽灵”一样飘忽不定，速度和位置信息无法同时得到。起初在人们刚开始研究微观世界的时候，都认为微观粒子难以观测的原因仅仅是由于它们实在太小了，认为定位一个电子就像在一个很大房间里去找一只讨厌的蚊子。但是人们始终相信，即便蚊子再小，它也是一个实实在在的物体，只要仪器够先进，必然能找到它确定的运动状态。

然而，事实却并非如此，在量子的世界里，无论科学家们怎样尝试，对粒子的位置进行一次精确测量，就会影响到粒子速度的精确性，位置测量得越精确，它的速度就会越不精确，粒子的位置和速度不能同时测定。你可以用右眼观察位置，用左眼观察速度，但是睁开双眼去观察就会头昏眼花、一片茫然，这是由测不准关系决定的（见图1.5）。就像我们永远造不出永动机，也永远造不出能同时观察位置和速度的显微镜。

图1.5　速度和位置无法同时观测