اقترح فيرنر هايزنبرغ مبدأ عدم اليقين عام ١٩٢٧. ينص هذا المبدأ على أنه لا يمكن معرفة بعض أزواج الخصائص، كالموقع والزخم، بدقة مطلقة. فكلما زادت دقة معرفة إحداهما، قلت دقة معرفة الأخرى. ويكون حاصل ضرب عدم اليقين دائمًا أكبر من أو يساوي ħ/2، حيث ħ هو ثابت بلانك المختزل. لا يتعلق هذا المبدأ بقيود أدوات القياس، بل هو سمة أساسية في ميكانيكا الكم. فالجسيمات لا تمتلك مواقع وزخمًا محددين في آن واحد، بل توجد في سحابة من الاحتمالات.

لمبدأ عدم اليقين آثار عميقة. فهو يفسر لماذا لا تصطدم الإلكترونات بالنوى. فلو حُصر إلكترون في حيز متناهي الصغر، لكان عدم اليقين في زخمه هائلاً، ولتمكن من الإفلات. كما يفسر لماذا تمتلك الذرات أحجامًا ولماذا المادة مستقرة. ويفسر أيضًا لماذا يستحيل بلوغ الصفر المطلق. وهو أساس النفق الكمومي، حيث تعبر الجسيمات حواجزًا لم يكن بإمكانها عبورها في الفيزياء الكلاسيكية. إن مبدأ عدم اليقين ليس بيانًا عن الجهل، بل هو بيان عن طبيعة الواقع. ففي عالم الكم، لا تكون الخصائص محددة إلا بعد قياسها، وحتى بعد ذلك، لا يمكن لبعض الأزواج أن تكون دقيقة في آن واحد.

حقائق مبدأ عدم اليقين

• Proposed. فيرنر هايزنبرغ، 1927.
• Pairs. الموقع والزخم، الطاقة والزمن.
• Formula. ΔxΔp ≥ ħ/2.
• ليس الأمر متعلقاً بالأدوات. سمة أساسية من سمات ميكانيكا الكم.
• Consequences. الاستقرار الذري، النفق الكمومي.

إن مبدأ عدم اليقين ليس هو نفسه تأثير المراقب. فتأثير المراقب يتعلق بتأثير القياس على النظام، بينما يتعلق مبدأ عدم اليقين بطبيعة الحالات الكمومية.