具體原因用比喻來說明：假設(shè)你用低能量的、1米波長的光子去測量電子，就像你用乒乓球（光子）去撞擊一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的臺(tái)球（電子）一樣，由于乒乓球?qū)ε_(tái)球的真實(shí)位置的撞擊力很小，就是你就會(huì)盡最大限度地、更準(zhǔn)確地測量到臺(tái)球的真實(shí)速度。但是當(dāng)你用高能量的1毫米波長的光子去測量電子時(shí)，就如同是用一個(gè)鉛球（高能量的光子）去撞擊一個(gè)臺(tái)球一樣，由于被鉛球撞擊的力量過大，以至于你無法真實(shí)測量到臺(tái)球的真實(shí)位置，只能測量到臺(tái)球被鉛球撞擊推移后所處的位置，也就是臺(tái)球被強(qiáng)力干擾后的位置。

例如，這時(shí)假設(shè)你用高能量的光子（如同鉛球）測量反饋給你的電子（如同臺(tái)球）的位置在150.01米處，這樣雖然對(duì)電子的最終位置獲得了更準(zhǔn)確的信息，但是，電子受光子撞擊前的真實(shí)位置在100.00~150.01米之間就變得不確定了。就是說，這種對(duì)于電子的真實(shí)位置更精確的測量帶來的結(jié)果是對(duì)電子真實(shí)速度測定的不確定性，因而對(duì)電子的動(dòng)量的測量也就變得更加不確定了。

這真是一個(gè)兩難的選擇：為了不對(duì)電子造成更大的擾動(dòng)，準(zhǔn)確測量到電子的動(dòng)量，你就得用能量更小的光波，但是能量更小的光波所帶來的問題是其波長很長，因此對(duì)電子末位置的精準(zhǔn)度測量就存在一個(gè)用來測量的光波波長區(qū)間的“不確定性”。這時(shí)，雖然對(duì)電子的動(dòng)量的測量變得更準(zhǔn)確，但是對(duì)電子的真實(shí)位置就變得不準(zhǔn)確了——不確定。

如果你為了更精準(zhǔn)地測量電子的精確位置（例如精準(zhǔn)在1毫米以內(nèi)），你就得用更短波長的光子去測量，但是因?yàn)楦滩ㄩL的光子攜帶的能量更大，因此你測得的永遠(yuǎn)是被攜帶高能量光子撞擊后的電子的末位置。因?yàn)闊o法更準(zhǔn)確測量到電子的真實(shí)位置，只能測量到電子被撞擊后的位置，這樣對(duì)電子動(dòng)量的測定又變得不準(zhǔn)確了。

以上就是不能同時(shí)準(zhǔn)確測量電子的位置和速度的原因。如果你對(duì)其中一項(xiàng)測量得越準(zhǔn)確，對(duì)另一項(xiàng)的測量就越不準(zhǔn)確。換句話說，你不可能同時(shí)知道電子在哪里以及它往哪里走。

之所以會(huì)存在不確定性原理，根本原因就在于你用來測量電子的光子是個(gè)波，波不是一個(gè)無限小的點(diǎn)的東西，而是一個(gè)有著空間區(qū)間跨度的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢。如果說水波是水分子的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢，那么光波不是任何物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢，光波只是一種對(duì)虛無過程的表示法。不但光子是如此，電子也是如此，質(zhì)子也是如此，原子也是如此！簡單地說，不確定性原理是量子力學(xué)的根本原理，它保護(hù)著量子力學(xué)。不確定性原理直接帶給我們的結(jié)果是，一切物質(zhì)本質(zhì)上都只是一種虛無的波動(dòng)！

（三）概率

1. 概率計(jì)算

概率是對(duì)隨機(jī)發(fā)生事件可能性的度量。例如，當(dāng)你投擲一枚硬幣時(shí)，你是無法確定硬幣的哪個(gè)面會(huì)朝上的（見圖1-31）。因?yàn)橛矌胖挥袃擅妫赫妗⒎疵?，因此你只能?jì)算每次投擲硬幣正面或反面朝上的概率各是50%。假設(shè)你去投擲骰子，因?yàn)轺蛔佑辛鶄€(gè)面，所以每一次投擲，其中一個(gè)面朝上的概率就是六分之一，即16.66%（見圖1-32）。

圖1-31 投擲出的一枚硬幣，其正面或背面朝上的概率各是50%