Nenoteiktības princips slēpjas kvantu mehānikas plaknē, taču, lai to pilnībā analizētu, pievērsīsimies fizikas attīstībai kopumā. Īzaks Ņūtons un Alberts Einšteins, iespējams, ir slavenākie fiziķi cilvēces vēsturē. Pirmais 17. gadsimta beigās formulēja klasiskās mehānikas likumus, kuriem pakļaujas visi mūs apņemošie ķermeņi, planētas, kas pakļautas inercei un gravitācijai. Klasiskās mehānikas likumu attīstība 19. gadsimta beigās zinātniskajā pasaulē radīja uzskatu, ka visi dabas pamatlikumi jau ir atklāti un cilvēks var izskaidrot jebkuru Visuma parādību.
Einšteina relativitātes teorija
Kā izrādījās, toreiz tika atklāta tikai aisberga virsotne, tālākie pētījumi zinātniekiem iemeta jaunus, pilnīgi neticamus faktus. Tātad 20. gadsimta sākumā tika atklāts, ka gaismas izplatīšanās (kuras gala ātrums ir 300 000 km/s) nekādā veidā nepakļaujas Ņūtona mehānikas likumiem. Saskaņā ar Īzaka Ņūtona formulām, ja ķermeni vai vilni izstaro kustīgs avots, tā ātrums būs vienāds ar avota un tā ātruma summu. Tomēr daļiņu viļņu īpašībām bija atšķirīgs raksturs. To ir pierādījuši daudzi eksperimenti ar tiemelektrodinamikā, tolaik jaunā zinātnē, darbojas pavisam cits noteikumu kopums. Jau toreiz Alberts Einšteins kopā ar vācu teorētisko fiziķi Maksu Planku iepazīstināja ar viņu slaveno relativitātes teoriju, kas apraksta fotonu uzvedību. Taču mums šobrīd svarīga ir ne tik daudz tās būtība, bet gan fakts, ka tajā brīdī atklājās abu fizikas jomu fundamentālā nesaderība, lai apvienotu
ko, starp citu, zinātnieki cenšas līdz pat šai dienai.
Kvantu mehānikas dzimšana
Atomu struktūras izpēte beidzot iznīcināja mītu par visaptverošu klasisko mehāniku. Eksperimenti, ko veica Ernests Rezerfords 1911. gadā, parādīja, ka atoms sastāv no vēl mazākām daļiņām (sauktas par protoniem, neitroniem un elektroniem). Turklāt viņi arī atteicās mijiedarboties saskaņā ar Ņūtona likumiem. Šo mazāko daļiņu izpēte radīja jaunus kvantu mehānikas postulātus zinātnes pasaulei. Tādējādi, iespējams, vislielākā izpratne par Visumu slēpjas ne tikai un ne tik daudz zvaigžņu izpētē, bet gan mazāko daļiņu izpētē, kas sniedz interesantu priekšstatu par pasauli mikrolīmenī.
Heizenbergas nenoteiktības princips
20. gadsimta 20. gados kvantu mehānika spēra pirmos soļus, un tikai zinātnieki
saprata, kas no tā mums izriet. 1927. gadā vācu fiziķis Verners Heizenbergs formulēja savu slaveno nenoteiktības principu, kas parāda vienu no galvenajām atšķirībām starp mikrokosmosu un vidi, pie kuras esam pieraduši. Tas sastāv no tā, ka nav iespējams vienlaicīgi izmērīt kvantu objekta ātrumu un telpisko stāvokli tikai tāpēc, ka mēs to ietekmējam mērīšanas laikā, jo arī pats mērījums tiek veikts ar kvantu palīdzību. Ja tas ir diezgan banāli: novērtējot objektu makrokosmosā, mēs redzam no tā atstaroto gaismu un, pamatojoties uz to, izdarām par to secinājumus. Bet kvantu fizikā gaismas fotonu (vai citu mērījumu atvasinājumu) ietekme jau ietekmē objektu. Tādējādi nenoteiktības princips radīja saprotamas grūtības kvantu daļiņu uzvedības izpētē un prognozēšanā. Tajā pašā laikā, kas ir interesanti, ir iespējams atsevišķi izmērīt ātrumu vai atsevišķi ķermeņa stāvokli. Bet, ja mērīsim vienlaicīgi, tad jo augstāki ir mūsu ātruma dati, jo mazāk mēs uzzināsim par faktisko atrašanās vietu un otrādi.
