Werner Heisenberg a propus principiul incertitudinii în 1927. Acesta spune că anumite perechi de proprietăți, cum ar fi poziția și impulsul, nu pot fi cunoscute ambele cu o precizie arbitrară. Cu cât cunoști mai precis una, cu atât mai puțin precis o poți cunoaște pe cealaltă. Produsul incertitudinilor este întotdeauna mai mare sau egal cu ħ/2, unde ħ este constanta Planck redusă. Principiul nu se referă la limitările instrumentelor de măsurare. Este o caracteristică fundamentală a mecanicii cuantice. Particulele nu au poziții și impulsuri definite în același timp. Ele există într-un nor de probabilități.

Principiul incertitudinii are implicații profunde. El explică de ce electronii nu se lovesc de nuclee. Dacă un electron ar fi limitat la un spațiu minuscul, incertitudinea impulsului său ar fi enormă și ar scăpa. El explică de ce atomii au dimensiune și de ce materia este stabilă. El explică de ce zero absolut este imposibil de atins. De asemenea, stă la baza efectului de tunelare cuantică, unde particulele trec prin bariere pe care în mod clasic nu le-ar putea atinge. Principiul incertitudinii nu este o afirmație despre ignoranță. Este o afirmație despre natura realității. În lumea cuantică, proprietățile nu sunt definite până când nu sunt măsurate și, chiar și atunci, unele perechi nu pot fi simultan clare.

Fapte despre principiul incertitudinii

• Propus. Werner Heisenberg, 1927.
• Perechi. Poziție și impuls, energie și timp.
• Formulă. ΔxΔp ≥ ħ/2.
• Nu despre unelte. Trăsătură fundamentală a mecanicii cuantice.
• Consecințe. Stabilitate atomică, tunelare cuantică.

Principiul incertitudinii nu este același lucru cu efectul observatorului. Efectul observatorului se referă la perturbarea sistemului de către măsurători. Principiul incertitudinii se referă la natura stărilor cuantice.