Nguyên lý bất định nằm trong mặt phẳng của cơ học lượng tử, nhưng để phân tích đầy đủ nó, chúng ta hãy chuyển sang sự phát triển của vật lý nói chung. Isaac Newton và Albert Einstein có lẽ là những nhà vật lý nổi tiếng nhất trong lịch sử nhân loại. Công thức đầu tiên vào cuối thế kỷ 17 đã hình thành các định luật cơ học cổ điển, mà tất cả các vật thể xung quanh chúng ta, các hành tinh, chịu quán tính và trọng lực, tuân theo. Sự phát triển của các quy luật cơ học cổ điển đã khiến giới khoa học vào cuối thế kỷ 19 đưa ra quan điểm rằng tất cả các quy luật cơ bản của tự nhiên đã được khám phá và con người có thể giải thích bất kỳ hiện tượng nào trong Vũ trụ.
Thuyết tương đối của Einstein
Hóa ra, vào thời điểm đó chỉ có phần nổi của tảng băng được phát hiện, các nghiên cứu sâu hơn đã mang đến cho các nhà khoa học những sự thật mới, hoàn toàn khó tin. Vì vậy, vào đầu thế kỷ 20, người ta phát hiện ra rằng sự truyền ánh sáng (có tốc độ cuối cùng là 300.000 km / s) không tuân theo bất kỳ định luật nào của cơ học Newton. Theo công thức của Isaac Newton, nếu một vật hoặc một sóng được phát ra bởi một nguồn chuyển động, thì tốc độ của nó sẽ bằng tổng tốc độ của nguồn và tốc độ của chính nó. Tuy nhiên, tính chất sóng của các hạt có bản chất khác. Nhiều thử nghiệm với chúng đã cho thấy rằngtrong điện động lực học, một ngành khoa học non trẻ lúc bấy giờ, một bộ quy tắc hoàn toàn khác hoạt động. Ngay sau đó, Albert Einstein, cùng với nhà vật lý lý thuyết người Đức Max Planck, đã đưa ra thuyết tương đối nổi tiếng của họ, thuyết mô tả hành vi của các photon. Tuy nhiên, đối với chúng ta bây giờ, bản chất của nó không phải là quá quan trọng, mà là thực tế là tại thời điểm đó, sự không tương thích cơ bản của hai lĩnh vực vật lý đã được tiết lộ, để kết hợp
nhân tiện, các nhà khoa học đang cố gắng cho đến ngày nay.
Sự ra đời của cơ học lượng tử
Việc nghiên cứu cấu trúc của nguyên tử cuối cùng đã phá hủy huyền thoại về cơ học cổ điển toàn diện. Các thí nghiệm của Ernest Rutherford năm 1911 cho thấy rằng nguyên tử được cấu tạo bởi các hạt thậm chí còn nhỏ hơn (gọi là proton, neutron và electron). Hơn nữa, chúng cũng từ chối tương tác theo các định luật Newton. Việc nghiên cứu các hạt nhỏ nhất này đã làm nảy sinh các định đề mới về cơ học lượng tử cho giới khoa học. Vì vậy, có lẽ hiểu biết cuối cùng về Vũ trụ không chỉ nằm ở việc nghiên cứu các ngôi sao, mà còn nằm ở việc nghiên cứu các hạt nhỏ nhất, điều này cho ta một bức tranh thú vị về thế giới ở cấp độ vi mô.
Nguyên tắc bất định Heisenberg
Vào những năm 1920, cơ học lượng tử đã bước những bước đầu tiên, và các nhà khoa học chỉ
nhận ra những gì tiếp theo từ nó cho chúng tôi. Vào năm 1927, nhà vật lý người Đức Werner Heisenberg đã đưa ra nguyên lý bất định nổi tiếng của mình, nguyên lý này thể hiện một trong những điểm khác biệt chính giữa mô hình thu nhỏ và môi trường chúng ta quen thuộc. Nó bao gồm thực tế là không thể đo đồng thời tốc độ và vị trí không gian của một đối tượng lượng tử, chỉ vì chúng ta tác động đến nó trong quá trình đo, vì bản thân phép đo cũng được thực hiện với sự trợ giúp của lượng tử. Nếu nó khá tầm thường: khi đánh giá một đối tượng trong macrocosm, chúng ta thấy ánh sáng phản xạ từ nó và trên cơ sở đó, rút ra kết luận về nó. Nhưng trong vật lý lượng tử, tác động của các photon ánh sáng (hoặc các dẫn xuất đo lường khác) đã ảnh hưởng đến đối tượng. Do đó, nguyên lý bất định gây ra những khó khăn dễ hiểu trong việc nghiên cứu và dự đoán hành vi của các hạt lượng tử. Đồng thời, điều thú vị là có thể đo tốc độ riêng biệt hoặc riêng vị trí của cơ thể. Nhưng nếu chúng ta đo đồng thời, thì dữ liệu tốc độ càng cao, chúng ta càng biết ít hơn về vị trí thực tế và ngược lại.
