Η Αρχή της Απροσδιοριστίας.

Ο Νεύτων έθεσε τις βάσεις για την φύση των σωμάτων, σύμφωνα με αυτές θα μπορούσαμε να θεωρήσουμε τα σωματίδια της ύλης ως σφαιρίδια για τα οποία θα ήταν δυνατόν να μετρήσουμε με απόλυτη ακρίβεια την θέση και την ταχύτητα τους, αρκεί φυσικά να έχουμε τα κατάλληλα όργανα μέτρησης. Μετά ακολούθησε ο Λαπλάς, ο οποίος βασίστηκε στις εξισώσεις του Νεύτωνα και θεώρησε ότι υπολογίζοντας τις θέσεις και τις ταχύτητες όλων των σωματιδίων στο σύμπαν με τη βοήθεια των μαθηματικών θα καταφέρναμε να υπολογίσουμε με ακρίβεια την κατάσταση του σύμπαντος, ενδεχομένως, το μέλλον ή και το παρελθόν (αυτό κι αν ήταν επιστημονική αισιοδοξία). Ακόμη και την δημιουργία του κόσμου, αν φυσικά υπήρξε.

Όλα αυτά αναφέρονται στον μακρόκοσμο μας και βρίσκουν άριστη εφαρμογή, οπότε όλα καλά, το πρόβλημα ήταν στον μικρόκοσμο. Τον 20^ο αιώνα τα πράγματα άλλαξαν, συγκεκριμένα στις αρχές του αιώνα, τέθηκε στο «επιστημονικό τραπέζι» η κβαντομηχανική θεωρία, ή όπως έλεγε και ο Χάιζενμπεργκ: «Εκείνη την εποχή η κβαντική θεωρία δεν ήταν πραγματικά θεωρία αλλά κάτι που προκαλούσε απλά αμηχανία» και είχε απόλυτο δίκιο, διότι η κβαντομηχανική δεν ήταν μια θεωρία που προέκυψε από έναν Φυσικό. Οι περισσότεροι την αποδέχτηκαν κάτω από την πίεση των πειραματικών δεδομένων, υπήρχαν φυσικά και ένθερμοι αντίπαλοι της, ακόμη και ο Αϊνστάιν την αμφισβητούσε. Αν θέλεις περισσότερα ιστορικά στοιχεία και την εξελικτική πορεία της θεωρίας διάβασε αυτό.
Η Κβαντομηχανική, που λες, είναι θεμελιωμένη αρχή, αξίωμα, αναπτύχθηκε με σκοπό την ερμηνεία της συμπεριφοράς των ατομικών και υποατομικών σωματιδίων. Όπου η νευτώνεια μηχανική αδυνατούσε να περιγράψει το φαινόμενο, η κβαντομηχανική έβρισκε εύκολα τον δρόμο. Μπορεί η συγκεκριμένη θεωρία να ταιριάζει πειραματικά στον μικρόκοσμο αλλά οι εξισώσεις του Νεύτωνα προκύπτουν από αυτές τις κβαντομηχανικής.
Βασικό αξίωμα της κβαντομηχανικής είναι Η Αρχή της Απροσδιοριστίας. «Είναι αδύνατο να γνωρίζει κανείς με ακρίβεια τη θέση και την ταχύτητα ενός φωτονίου, είτε πρακτικά, είτε θεωρητικά», είπε ο Χάιζενμπεργκ στην περίφημη αρχή του, η οποία άλλαξε την εικόνα μας για το Σύμπαν. Η απροσδιοριστία δεν οφείλεται στην έλλειψη δεξιοτήτων του ανθρώπου να πραγματοποιήσει με ακρίβεια μετρήσεις στον μικρόκοσμο αλλά σε μία πραγματική ιδιότητα του φυσικού κόσμου, η οποία εμφανίζεται και πειραματικά (είναι άμεση συνέπεια του κυματοσωματιδιακού δυϊσμού της ύλης). Ο λόγος που δεν βλέπουμε αυτή την αβεβαιότητα στην καθημερινότητα είναι ότι εμφανίζεται σε πολύ μικρή κλίμακα και γίνεται κυρίως εμφανής στον μικρόκοσμο.

Μια από τις πολλές μαθηματικές εκφράσεις της αρχής: 

Το γινόμενο της αβεβαιότητας ∆x της θέσης ενός σωματιδίου επί την αβεβαιότητα της ορμής του σωματιδίου ∆p δεν δύναται να γίνει μικρότερο μιας παγκόσμιας σταθεράς που είναι η ίδια για όλα τα συστήματα αναφοράς, αδρανειακά και µη:  ∆x•∆p ≥ h. 

Όπου:

p = η ορμή του σωματιδίου, 

x = η τιμή της θέσης του. 

Δηλαδή, όσο μεγαλύτερη ακρίβεια επιτυγχάνουμε στον προσδιορισμό της θέσης του σωματιδίου τόσο μεγαλύτερο σφάλμα υπεισέρχεται στον προσδιορισμό της ορμής και αντίστροφα. Αυτό το όριο οφείλεται στην ποσότητα h. Εξαιτίας της πολύ μικρής τιμής που έχει η σταθερά αυτή και δεδομένου ότι στον μικρόκοσμο οι μάζες των σωματιδίων είναι επίσης πολύ μικρές. Για παράδειγμα αν θέλουμε να μετρήσουμε την θέση ενός σωματιδίου στον μικρόκοσμο, δηλαδή να περιορίσουμε το Δx στην μικρότερη δυνατή τιμή, τότε, εξαιτίας του γινόμενου του Δx με το Δp το οποίο πρέπει να είναι μεγαλύτερο του h, θα έχουμε ως αποτέλεσμα μια πολύ μεγάλη τιμή στο Δp. Δηλαδή, ενώ μετρήσαμε με ακρίβεια την θέση του σωματιδίου δεν μπορούμε να γνωρίζουμε την ορμή του σωματιδίου (άρα και την ταχύτητα του).

Δες επίσης μια προσέγγιση από το TEDed.