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在宏观世界，一个物体的位置和动量是可以同时精确测定的。物体在空间沿着确定的路径（或轨迹）在运动，这样的路径或轨迹服从牛顿运动定律。人们可以通过跟踪每一个物体所取的准确的路径或轨迹来区分（或分辨）它们。但在微观世界中，由于波粒二象性，要同时测出微观粒子的位置和动量，其精确度是有一定限制的。1927年海森堡（W.Heisenberg）指出，同时精确知道一个微观粒子的坐标和动量是不可能的，其不确定程度满足关系式
这个关系式叫作微观粒子的坐标和动量的测不准关系式。式中，
＝
h
/2π，
h
为普朗克（Planck）常数；Δ
q
代表测量微观粒子的位置时的不确定范围；Δ
p
代表同时测得其动量的不确定范围。
由于微观粒子的位置和动量之间的不确定关系，微观粒子不可能像宏观物体那样有确定的运动路径或轨迹。所以，存在相互作用的同类粒子，在运动过程中是不可区分的。
类似于位置和动量的测不准关系，也存在于能量和时间之间，即
该式表示，一个体系处于某种状态，若状态性质有明显改变所需的时间的不确定度为Δ t ，状态能量的不确定度则为Δ E 。
能量和时间不确定关系的一个例子，出现在原子能级中。由于激发态原子能自发地跃迁到低能态，因此，激发态原子是不稳定的。如果用Δ t 表示原子在激发态的平均寿命，根据能量和时间测不准关系，具有平均寿命Δ t 的能级，相应地会有一个自然宽度Δ E 。所以，实际原子能级都不是单一值。宽度Δ E 越小，平均寿命就越长，能级就越稳定，也即越难发生自发跃迁。反之，亦然。实验上可以通过测量自发辐射光子的能量来测出能级宽度，从而可以推知能级的平均寿命。原子能级的稳定与否，和自发跃迁现象及激光的形成密切相关。 ［1］
上面所述的种种不确定关系，在微观世界是一个普遍的规律，因此，总称为测不准原理 ［1］ 。
测不准原理源于波粒二象性，在量子力学中，由于测不准原理，相互作用的同一类粒子在运动过程中是不可区分的。