互补原理的产生的科学背景

1925年海森堡从对应原理提出矩阵力学，1926年薛定谔从波动性导出波动力学，这两种理论虽然出发点大不相同，但在解释量子现象是却得出同样的结果，1926年狄拉克证明了这两种力学在数学上是等价的。这说明，不论从粒子性还是从波动性进行理论分析都会得到相同的结果。 以上事实都既表明了微观粒子的波动性，又表明了其具有粒子性，这两种互相排斥的属性同时存在于一切量子现象中，这让量子力学的本质变得扑朔迷离。于是，在1927年9月16日,在意大利科摩召开的“纪念伏打逝世一百周年”的大会上,玻尔在其题为《量子公设和原子理论的晚近发展》的演讲中,第一次提出互补原理，认为量子现象无法用一种统一的物理图景来展现，而必须应用互补的方式才能完整的描述。
互补原理的科学解释 互补原理起因于实验仪器与被观测物体的相互影响。 经典物理学中，仪器与物体的相互作用可以通过对实验条件的改进而减少，或者通过更细致的理论分析后被补偿掉，在理论上这种相互作用如此微小因而完全可以被忽略掉。因此，我们可以用同一个仪器去测量物体的不同性质，在此过程中不会对物体产生影响，我们把这些性质加起来就可以得到关于物体完整而统一的描述。 但是在微观领域里，仪器与物体的相互作用在原则上是不可避免、不可控制、也不可被忽略的。在理论上我们也无法区分出测量结果中仪器与物体相互作用的部分，我们在测量物体一个性质的时候，就会无法避免的对物体产生不可逆转的影响，因此不能用同一个实验去测量物体所有的性质，不同的实验也就可能得出互相矛盾的结果，这些结果无法放到一个统一的物理图景中，只有用互补原理这个更宽广的思维框架将这些互相矛盾的性质结合起来，才能去完整描述微观现象。