Usikkerhetsprinsippet ligger i kvantemekanikkens plan, men for å analysere det fullt ut, la oss gå til utviklingen av fysikken som helhet. Isaac Newton og Albert Einstein er kanskje de mest kjente fysikerne i menneskehetens historie. Den første på slutten av 1600-tallet formulerte lovene til klassisk mekanikk, som alle kroppene som omgir oss, planetene, underlagt treghet og tyngdekraft, adlyder. Utviklingen av den klassiske mekanikkens lover førte den vitenskapelige verden mot slutten av 1800-tallet til den oppfatning at alle de grunnleggende naturlovene allerede var oppdaget, og mennesket kunne forklare ethvert fenomen i universet.
Einsteins relativitetsteori
Som det viste seg, den gang bare toppen av isfjellet ble oppdaget, kastet videre forskning forskerne nye, helt utrolige fakta. Så på begynnelsen av 1900-tallet ble det oppdaget at forplantningen av lys (som har en slutthastighet på 300 000 km/s) ikke adlyder lovene til newtonsk mekanikk på noen måte. I følge formlene til Isaac Newton, hvis et legeme eller en bølge sendes ut av en bevegelig kilde, vil hastigheten være lik summen av kildens hastighet og dens egen. Imidlertid var bølgeegenskapene til partiklene av en annen karakter. Tallrike eksperimenter med dem har vist deti elektrodynamikk, en ung vitenskap på den tiden, fungerer et helt annet sett med regler. Allerede da introduserte Albert Einstein sammen med den tyske teoretiske fysikeren Max Planck sin berømte relativitetsteori, som beskriver oppførselen til fotoner. For oss nå er det imidlertid ikke så mye dens essens som er viktig, men det faktum at i det øyeblikket den grunnleggende inkompatibiliteten til de to fysikkområdene ble avslørt, for å kombinere
som for øvrig forskerne prøver frem til i dag.
Fødselen til kvantemekanikk
Studien av strukturen til atomer ødela til slutt myten om omfattende klassisk mekanikk. Eksperimenter av Ernest Rutherford i 1911 viste at atomet er sammensatt av enda mindre partikler (k alt protoner, nøytroner og elektroner). Dessuten nektet de også å samhandle i henhold til Newtons lover. Studiet av disse minste partiklene ga opphav til nye postulater av kvantemekanikk for den vitenskapelige verden. Dermed ligger kanskje den ultimate forståelsen av universet ikke bare og ikke så mye i studiet av stjerner, men i studiet av de minste partiklene, som gir et interessant bilde av verden på mikronivå.
Heisenberg usikkerhetsprinsipp
På 1920-tallet tok kvantemekanikken sine første skritt, og bare forskerne
innså hva som følger av det for oss. I 1927 formulerte den tyske fysikeren Werner Heisenberg sitt berømte usikkerhetsprinsipp, som demonstrerer en av hovedforskjellene mellom mikrokosmos og miljøet vi er vant til. Den består i at det er umulig å måle hastigheten og romlig posisjon til et kvanteobjekt samtidig, bare fordi vi påvirker det under målingen, fordi selve målingen også utføres ved hjelp av kvanter. Hvis det er ganske ban alt: når vi evaluerer et objekt i makrokosmos, ser vi lyset reflektert fra det og på grunnlag av dette trekker vi konklusjoner om det. Men i kvantefysikk påvirker virkningen av lysfotoner (eller andre målederivater) allerede objektet. Dermed forårsaket usikkerhetsprinsippet forståelige vanskeligheter med å studere og forutsi oppførselen til kvantepartikler. Samtidig, interessant nok, er det mulig å måle hastigheten eller kroppens posisjon separat. Men hvis vi måler samtidig, jo høyere hastighetsdata vi har, jo mindre vil vi vite om den faktiske posisjonen, og omvendt.