ヴェルナー・ハイゼンベルクは1927年に不確定性原理を提唱した。この原理は、位置と運動量のような特定の性質のペアは、両方を任意の精度で知ることはできないと述べている。一方をより正確に知れば知るほど、他方をより不正確に知ることができる。不確定性の積は常にħ/2以上であり、ħは換算プランク定数である。この原理は測定ツールの限界に関するものではなく、量子力学の根本的な特徴である。粒子は同時に確定した位置と運動量を持つのではなく、確率の雲の中に存在している。

不確定性原理は、非常に重要な意味を持っています。電子が原子核に衝突しない理由を説明するのもこの原理です。もし電子が極めて小さな空間に閉じ込められたとしたら、その運動量の不確定性は膨大になり、電子はそこから脱出してしまうでしょう。原子が大きさを持つ理由、物質が安定している理由も、絶対零度が実現不可能な理由も、この原理によって説明できます。また、粒子が古典力学では通過できない障壁を通過する量子トンネル効果の原理でもあります。不確定性原理は、無知を主張するものではありません。現実の本質を主張するものです。量子世界では、測定されるまで性質は確定せず、たとえ測定されたとしても、同時に明確な性質を持つペアは存在しません。

不確定性原理の事実

• 提案。 ヴェルナー・ハイゼンベルク、1927年。
• ペア。 位置と運動量、エネルギーと時間。
• 式. ΔxΔp ≥ ħ/2。
• ツールの話ではありません。 量子力学の基本的な特徴です。
• 結果。 原子の安定性、量子トンネル効果。

不確定性原理は観測者効果とは異なります。観測者効果は測定が系を乱すことに関するものであり、不確定性原理は量子状態の性質に関するものです。