72 量子力学的根基：不确定性原理（2/2）

那么微观粒子到底是什么？这是一个非常好的问题。首先回想一下，你如何描述一个东西“是”什么？本质上，人们描述任何一个物体，所描述的都是这个物体的性质。一个物体具体是什么，体现为它所表现的所有性质的集合。

人们会给宏观物体起各种各样的名字，比如一个苹果、一部手机。但是如果要解释什么是苹果，什么是手机，只能把苹果、手机的性质一条条地描述出来：苹果吃起来是酸酸甜甜的；形状是上面比较大、性的水果，抽象成为一个概念——苹果。当我们说铅球是一个球时，无非是因为它的形状呈现为球形，我们就命名这种形状为球，我们之所以对球这个形状有认知，是因为我们用视觉对它进行了“测量”。

也就是说，我们描述物体是什么，本质上是在描述它在不同测量方式下得到的结果的集合。

在微观世界，对于电子这么小的粒子来说，不存在视觉这种知觉。宏观物体有确定的颜色、形状，能被肉眼看见，是因为它们的大小比光波的波长要大很多，能反射光线，但是像电子、原子这样的微观粒子，它们的大小比光波的波长还要小很多，无法反射光线，因此无法被视觉感知。基于这种情况，我们无法用小球这样的视觉概念去形容它们。为了感知微观粒子的存在，人们只能通过各种各样的实验去测量它们，通过不同的实验测量得出不同的结果。对我们来说，这些微观粒子就是这些实验测量结果的集合。

这里我们得到启示：在量子力学中，不能说一个物体“是”什么，只能说这个物体或者系统在某种测量下呈现出某个结果。而且测量和测量之间，很有可能是不兼容的，也就是目标对象很有可能在同一状态下无法给出两个性质的确定结果，这就体现为针对同一量子系统的两种测量之间的不兼容性。

不确定性原理告诉我们：由于位置和速度是不兼容的测量，所以不存在确定的电子轨迹。只要认为电子运动有轨迹，我们就已经预设它是一个小球，这从根本上违背了描述量子系统的原则。不确定性原理可以说是对量子物理最为基础的描述，20世纪上半叶，围绕不确定性原理，物理学家们展开了激烈的论战，爱因斯坦是最反对不确定性原理的一位。