Принципът на неопределеността лежи в равнината на квантовата механика, но за да го анализираме напълно, нека се обърнем към развитието на физиката като цяло. Исак Нютон и Алберт Айнщайн са може би най-известните физици в историята на човечеството. Първият в края на 17 век формулира законите на класическата механика, на които се подчиняват всички заобикалящи ни тела, планетите, подчинени на инерция и гравитация. Развитието на законите на класическата механика довежда научния свят към края на 19-ти век до мнението, че всички основни закони на природата вече са открити и човекът може да обясни всяко явление във Вселената.
Теорията на относителността на Айнщайн
Както се оказа, по това време е открит само върхът на айсберга, по-нататъшни изследвания хвърлят на учените нови, напълно невероятни факти. И така, в началото на 20-ти век беше открито, че разпространението на светлината (което има крайна скорост от 300 000 km / s) по никакъв начин не се подчинява на законите на нютоновата механика. Според формулите на Исак Нютон, ако едно тяло или вълна се излъчват от движещ се източник, неговата скорост ще бъде равна на сумата от скоростта на източника и неговата собствена. Въпреки това, вълновите свойства на частиците са от различно естество. Многобройни експерименти с тях показват товав електродинамиката, млада наука по това време, работи съвсем различен набор от правила. Още тогава Алберт Айнщайн, заедно с немския физик-теоретик Макс Планк, въвеждат известната си теория на относителността, която описва поведението на фотоните. За нас обаче сега е важна не толкова неговата същност, а фактът, че в този момент беше разкрита фундаменталната несъвместимост на двете области на физиката, да се съчетаят
което, между другото, учените се опитват и до днес.
Раждането на квантовата механика
Изследването на структурата на атомите окончателно разруши мита за цялостната класическа механика. Експериментите на Ърнест Ръдърфорд през 1911 г. показват, че атомът е съставен от още по-малки частици (наречени протони, неутрони и електрони). Освен това те също отказаха да си взаимодействат според законите на Нютон. Изучаването на тези най-малки частици доведе до нови постулати на квантовата механика за научния свят. Така може би най-доброто разбиране за Вселената се крие не само и не толкова в изучаването на звездите, а в изучаването на най-малките частици, които дават интересна картина на света на микро ниво.
Принцип на несигурността на Хайзенберг
През 20-те години на миналия век квантовата механика направи първите си стъпки и само учени
осъзна какво следва от него за нас. През 1927 г. немският физик Вернер Хайзенберг формулира прочутия си принцип на неопределеността, който демонстрира една от основните разлики между микрокосмоса и средата, с която сме свикнали. Състои се в това, че е невъзможно едновременно да се измери скоростта и пространственото положение на квантов обект, само защото ние му въздействаме по време на измерването, тъй като самото измерване също се извършва с помощта на квантите. Ако е доста банално: когато оценяваме обект в макрокосмоса, ние виждаме отразената от него светлина и въз основа на това правим изводи за него. Но в квантовата физика въздействието на светлинните фотони (или други производни на измерване) вече засяга обекта. По този начин принципът на неопределеността предизвика разбираеми трудности при изучаването и прогнозирането на поведението на квантовите частици. В същото време, интересно е, че е възможно да се измерва отделно скоростта или отделно позицията на тялото. Но ако измерваме едновременно, колкото по-високи са нашите данни за скоростта, толкова по-малко ще знаем за действителната позиция и обратно.
