Принцип неопределенности был предложен Вернером Гейзенбергом в 1927 году. Он гласит, что определенные пары свойств, такие как положение и импульс, не могут быть одновременно известны с произвольной точностью. Чем точнее известно одно свойство, тем менее точно можно определить другое. Произведение неопределенностей всегда больше или равно ħ/2, где ħ — приведенная постоянная Планка. Этот принцип не связан с ограничениями измерительных инструментов. Это фундаментальная особенность квантовой механики. Частицы не обладают одновременно определенными положениями и импульсами. Они существуют в облаке вероятностей.

Принцип неопределенности имеет глубокие последствия. Он объясняет, почему электроны не сталкиваются с ядрами. Если бы электрон был ограничен крошечным пространством, неопределенность его импульса была бы огромной, и он бы вырвался наружу. Он объясняет, почему атомы имеют размер и почему материя стабильна. Он объясняет, почему абсолютный нуль недостижим. Он также лежит в основе квантового туннелирования, когда частицы проходят через барьеры, которые они не могли бы преодолеть классическим путем. Принцип неопределенности — это не утверждение о невежестве. Это утверждение о природе реальности. В квантовом мире свойства не являются определенными до тех пор, пока не будут измерены, и даже тогда некоторые пары не могут быть одновременно точными.

Принцип неопределенности и факты

• Предложено. Вернер Хайзенберг, 1927.
• Пары. Положение и импульс, энергия и время.
• Формула. ΔxΔp ≥ ħ/2.
• Не об инструментах. Фундаментальная особенность квантовой механики.
• Последствия. Атомная стабильность, квантовое туннелирование.

Принцип неопределенности не то же самое, что эффект наблюдателя. Эффект наблюдателя связан с тем, что измерение возмущено в системе. Принцип неопределенности касается природы квантовых состояний.