Principiul incertitudinii se află în planul mecanicii cuantice, dar pentru a-l analiza pe deplin, să ne întoarcem la dezvoltarea fizicii în ansamblu. Isaac Newton și Albert Einstein sunt poate cei mai faimoși fizicieni din istoria omenirii. Prima la sfârșitul secolului al XVII-lea a formulat legile mecanicii clasice, cărora le respectă toate corpurile din jurul nostru, planetele, supuse inerției și gravitației. Dezvoltarea legilor mecanicii clasice a condus lumea științifică spre sfârșitul secolului al XIX-lea la opinia că toate legile de bază ale naturii fuseseră deja descoperite, iar omul putea explica orice fenomen din Univers.
Teoria relativității a lui Einstein
După cum s-a dovedit, la acel moment a fost descoperit doar vârful aisbergului, cercetările ulterioare au aruncat oamenilor de știință fapte noi, complet incredibile. Așadar, la începutul secolului al XX-lea, s-a descoperit că propagarea luminii (care are o viteză finală de 300.000 km/s) nu respectă în niciun fel legile mecanicii newtoniene. Conform formulelor lui Isaac Newton, dacă un corp sau o undă este emisă de o sursă în mișcare, viteza acesteia va fi egală cu suma vitezei sursei și a propriei sale. Cu toate acestea, proprietățile undei ale particulelor au fost de natură diferită. Numeroase experimente cu ei au arătat căîn electrodinamică, o știință tânără la acea vreme, funcționează un set complet diferit de reguli. Chiar și atunci, Albert Einstein, împreună cu fizicianul teoretician german Max Planck, au introdus celebra lor teorie a relativității, care descrie comportamentul fotonilor. Totuși, pentru noi acum nu contează atât esența sa, ci faptul că în acel moment s-a dezvăluit incompatibilitatea fundamentală a celor două domenii ale fizicii, de a combina
pe care, apropo, oamenii de știință încearcă până astăzi.
Nașterea mecanicii cuantice
Studiul structurii atomilor a distrus în cele din urmă mitul mecanicii clasice cuprinzătoare. Experimentele lui Ernest Rutherford în 1911 au arătat că atomul este compus din particule și mai mici (numite protoni, neutroni și electroni). Mai mult, ei au refuzat să interacționeze conform legilor lui Newton. Studiul acestor particule mici a dat naștere la noi postulate ale mecanicii cuantice pentru lumea științifică. Astfel, poate că înțelegerea supremă a Universului constă nu numai și nu atât în studiul stelelor, ci și în studiul celor mai mici particule, care oferă o imagine interesantă a lumii la nivel micro.
Principiul incertitudinii Heisenberg
În anii 1920, mecanica cuantică a făcut primii pași, iar oamenii de știință numai
a realizat ce rezultă din asta pentru noi. În 1927, fizicianul german Werner Heisenberg și-a formulat faimosul principiu al incertitudinii, care demonstrează una dintre principalele diferențe dintre microcosmos și mediul cu care suntem obișnuiți. Constă în faptul că este imposibil să se măsoare simultan viteza și poziția spațială a unui obiect cuantic, doar pentru că îl influențăm în timpul măsurării, deoarece măsurarea în sine se realizează și cu ajutorul cuantelor. Dacă este destul de banal: atunci când evaluăm un obiect din macrocosmos, vedem lumina reflectată din acesta și, pe baza acesteia, tragem concluzii despre acesta. Dar în fizica cuantică, impactul fotonilor de lumină (sau al altor derivați de măsurare) afectează deja obiectul. Astfel, principiul incertitudinii a cauzat dificultăți de înțeles în studierea și prezicerea comportamentului particulelor cuantice. În același timp, în mod interesant, este posibil să se măsoare separat viteza sau separat poziția corpului. Dar dacă măsurăm simultan, cu cât datele noastre de viteză sunt mai mari, cu atât vom ști mai puțin despre poziția reală și invers.
