再论真值...

为真值正名的根据

（史锦顺）

      为真值正名，是为误差理论平反的基础。昨天查到网上测不准关系正释一文，是我国理论物理学家何祚庥院士写的，文中引用了量子理论中不确定度原理的创始人海森堡的原话。可知，当前的测量不确定度理论的创造者们，误解了愿意。为真值正名、为误差理论平反的主张，原来竟有如此强大的后盾，请看何氏文章。
      “测不准关系”正释　
　   编者按：量子力学乃现代物理学两大台柱之一，其数学结论在经过无数的严密实验检验后表明是正确的，并得到了公认。我们熟悉的许多高技术产品如电子计算机、人造卫星、核武器，均离不开它。但是量子力学的不少术语和数学结论的物理意义却是极难理解和接受的，其中“测不准关系”问题又是核心，提出相对论并对量子论的早期发展作出过重大贡献的现代物理学之父爱因斯坦，直到逝世也没有从观念上接受它；而当今许多从事物理研究的人则在理解上也往往出现错误。在此，特请中国科学院学部委员、理论物理研究所研究员何柞庥先生对“测不准关系”作一正释。  
　　“测不准关系”是量子力学的基本内容之—，是微观粒子“波粒二象性”这一特点所导致的必然结果。由于微观粒子具有波动和粒子两重性，所以它并不同时具有确定的坐标和动量；这些量分布在某些平均值的附近，对平均值有一“涨落”。量子力学创始人之一、德国物理学家海森堡首先注意到，坐标涨落与动量涨落的乘积等于一个确定的数(普朗克常数)。
   　 海森堡曾给出两种不同的推导。一种推导是直接来自粒子所具有的“波粒二象性”；另一种推导来自量子力学的数学公式及其几率解释。这两种推导所涉及的，只是粒子本身所具有的特性，而和测量与否无关，更和仪器的具体性能无关。例如按测不准关系，电子将不会固定在氢原子核或质子上，因为这时如果座标涨落为零，那么相应的动量涨落便是无穷大!量子力学之所以能解决卢瑟福的原子行星模型的困难，就是因为这一测不准关系禁止电子停止在原子核或质子上。氢原子的存在至少有100年的历史，而人类的出现才300万年，至于科学仪器，则只有400年。这就是说，氢原子所具有的上述特性，是与人无关的，更与仪器无关。
　   对于测不准关系有许多误解，最通常的误解便是认为它是测量过程对微观粒子产生干扰而导致的结果。需要指出的是，测量的确在许多情况下会干扰粒子的原来状态，但并不是必然干扰粒子的原来状态，这要看测量什么物理量，用什么方法去测量。
  　  测量引起干扰的典型一例，是海森堡所讨论过的γ射线显微镜的理想实验。在这一实验中，对电子的位置的精确测量，将引起动量的不确定性，而对动量的精确测量就引起位置的不确定性。但是海森堡这一分析只能说明测量不能超越测不准关系，测量将能发现有测不准关系。至于测不准关系产生的原因，却不能归于测量行为。γ射线显微镜会发现电子必然满足测不准关系，原因就在于光子也满足测不准关系。所以，使用γ射线对电子的位置进行测量，不能期望这一测量能超越测不准关系。
　　有人认为测量所引起的干扰，将不可避免地导致对测量的精度的限制。这是极大的误解!海森堡就曾明确指出：“测不准关系所讨论的，是在量子理论中同时测量几个不同量的精确度问题。这一关系对单独测定位置或速度的精确性并无限制。所以，认为“干扰”限制了某一物理量的测量精度的无限提高，是错误的。
　　也许有人要问：测不准关系禁止人们同时并高精度地测出微观粒子的位置和动量，这会不会阻碍人们实现对微观粒子的认识的“完备性”?其实对于量子力学体系来说，只要高精确度地知道粒子在空间的分布，那么通过傅立叶变换就能唯一且高精确度地知道它的动量空间的分布；反之亦然。这就是说，只要知道或者空间分布，或者动量分布，那么此认识已经是完备的指述了。
  　“测不准关系”的英文名词是Uncertainty Principle，直译是“不确定原理”。这里毫无测量引起测不准的意思。由于历史上的误会，在我国却被译为“测不准关系”，有些人望文生义而产生了误解。顺便指出，在德文、俄文的名称中也不具有“测不准”的含义。

[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-7-25 15:48 编辑 ]

史老对科学的态度很让人倾佩。
关于不确定原理，是一种约束，以后的理论研究都必须以这个理论为基础，量子理论的精髓是不确定，物质非连续，这就是所谓的哥本哈根学说。不管怎么说，目前世界上影响力最大的还是这个哥本哈根学说，隐函数和平行宇宙论被认为很有希望取代这个学说，但目前看来还有很多不完善的地方。假如能推翻现有的量子理论，物理的改革将是空前绝后的。
至于哥德巴赫猜想和1+1=2肯定是有用的，数学永远超前于物理，当年黎曼发明黎曼几何的时候在当时并没有什么用，但是后来被爱因斯坦用在了相对论中。所以说任何一种数学最终都是有用的，目前没有用不代表以后没有用

现在的翻译如果不专业的话,很容易出问题哦,比如说是外语专业的,但叫她到工厂当翻译因为不懂机械这一行业,势必弄出许多笑话哦,

     我就见到过这样的

不懂不要乱喊。宏观上不确定好一些，但是具体到这个问题，测不准原理更贴切。
测了坐标测不了动量，测了动量测不了坐标，这不是测不准是什么？
按说“不确定”更容易翻译（字面意思），但是最后还是翻成了“测不准”，说明30年代的物理学家翻译的时候也是考虑了很多。
要是我不懂物理，头一次看不确定这三个字，我肯定不知道这是关于什么的东西，你说误导人，试问？哪个人光凭三个字就能下个结论，那他也太厉害了吧。
再说，这个测不准原理对还是错，现在都很难讲，个人理解，它是有问题的，连能量守恒都给否了，离谱。

还有，人家说是测不准，从字面我没有理解出来，是由于实验误差引起的测不准。
而且从这个原理出发点，测不准原理说只要引进测量，就会引起电子波动，从而无法精确测量，从这个道理上讲，测不准有什么不妥呢？

假如那句话真的是何老说的，我只能遗憾的说一句，他解释的有问题。

““测不准关系”是量子力学的基本内容之—，是微观粒子“波粒二象性”这一特点所导致的必然结果。由于微观粒子具有波动和粒子两重性，所以它并不同时具有确定的坐标和动量；这些量分布在某些平均值的附近，对平均值有一“涨落”。量子力学创始人之一、德国物理学家海森堡首先注意到，坐标涨落与动量涨落的乘积等于一个确定的数(普朗克常数)。”

1.不是同时不具备，而是无法同时测量。（按照玻尔的意思，也可以理解为同时不具备，个人感觉，有点武断和牵强）
2.所谓的“涨落”意思是，动量测量误差和坐标测量误差。

[ 本帖最后由 fengxiao405 于 2007-7-20 14:57 编辑 ]

微观影响宏观的最经典的试验就是麦克斯韦小妖。当然，这个悖论现在有比较完备的解释了

研究测量计量理论，测量准确度能不能无限追求这个问题十分重要。网上查得一文，出处权威，与何院士的讲法一致。转载如下，供参考。

    测量方法是可以选择的，既然量子理论不限制单一测量的测量精度，我们就该为真值正名，为误差理论平反，为准确度翻案。我们要理直气壮地对美国权威机构NIST说不，信心百倍地同ISO等国际组织论理。计量战友们，争口气！

原文
uncertainty principle physical principle, enunciated by Werner Heisenberg in 1927, that places an absolute, theoretical limit on the combined accuracy of certain pairs of simultaneous, related measurements. The accuracy of a measurement is given by the uncertainty in the result; if the measurement is exact, the uncertainty is zero. According to the uncertainty principle, the mathematical product of the combined uncertainties of simultaneous measurements of position and momentum in a given direction cannot be less than Planck's constant h divided by 4π. The principle also limits the accuracies of simultaneous measurements of energy and of the time required to make the energy measurement. The value of Planck's constant is extremely small, so that the effect of the limitations imposed by the uncertainty principle are not noticeable on the large scale of ordinary measurements; however, on the scale of atoms and elementary particles the effect of the uncertainty principle is very important.      Because of the uncertainties existing at this level, a picture of the submicroscopic world emerges as one of statistical probabilities rather than measurable certainties.     On the large scale it is still possible to speak of causality in a framework described in terms of space and time; on the atomic scale this is not possible. Such a description would require exact measurements of such quantities as position, speed, energy, and time, and these quantities cannot be measured exactly because of the uncertainty principle. It does not limit the accuracy of single measurements, of nonsimultaneous measurements, or of simultaneous measurements of pairs of quantities other than those specifically restricted by the principle. Even so, its restrictions are sufficient to prevent scientists from being able to make absolute predictions about future states of the system being studied. The uncertainty principle has been elevated by some thinkers to the status of a philosophical principle, called the principle of indeterminacy, which has been taken by some to limit causality in general. See quantum theory .


译文
    物理理论不确定性原理，由海森堡于1927年阐明。指明同时测量某些测量对时，综合准确度的限制。测量的准确度由测量结果的不确定度给定。如果测量是精确的，则不确定度为零。 根据不确定性原理，同时测量位置和给定方向的动量时，合成不确定度之积，不能小于普朗克常数除以4π。此原理还限制同时测量能量与测量能量所需时间的测量准确度。普朗克常数特别小，在宏观世界中，对通常测量，不确定性原理的限制效应不显现；而对原子和粒子的尺度，不确定性原理的限制效应非常重要。由于此场合不确定性的存在，亚微观世界的显现为统计，而非必然可测。大尺度中，在时空所描述的框架中，谈因果关系是可以的；在原子世界，这是不可能的。这种描述要求诸如位置，速度，能量以及时间的精确测量，而由于不确定性原理，这些量不能精确测量。不限制单一测量的准确度，也不限制非同时测量的准确度，非不确定原理要求的成对的量，同时测量也不限制准确度。即使如此，科学做出所研究的系统的关于未来状态的绝对预言，它的限制是充足的。不确定性原理被一些思想家引申去研究哲学，称为模糊原理，被用于限制通常的因果关系。见量子理论。

Bibliography: See W. Heisenberg, The Physical Principles of the Quantum Theory (tr. 1949); D. Lindley, Uncertainty (2007).

[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-7-28 02:04 编辑 ]

物理注重的是实测量，并不是注重本身是什么。对于观测不到的东西，实际上就是不存在的。所以也就根本不存在无限接近真值这一说。
量子论能存在这么多年，肯定有它的独到之处，并不是那么轻易就能否定的。

支持这样的讨论,并希望对一些专业术语进行整理,以便消除汉语与外语之间的岐义

看一些科普读物，好像都是叫测不准原理。
霍金的文章中，记不很清了，好像说过，如果有个超然的精灵的话，对微观粒子的测量是可以准确得到的。