Princip neurčitosti leží v rovině kvantové mechaniky, ale abychom jej mohli plně analyzovat, pojďme se věnovat vývoji fyziky jako celku. Isaac Newton a Albert Einstein jsou možná nejslavnější fyzikové v historii lidstva. První na konci 17. století formuloval zákony klasické mechaniky, kterým se podřizují všechna tělesa kolem nás, planety, podléhající setrvačnosti a gravitaci. Vývoj zákonů klasické mechaniky přivedl vědecký svět koncem 19. století k názoru, že všechny základní přírodní zákony již byly objeveny a člověk dokáže vysvětlit jakýkoli jev ve vesmíru.
Einsteinova teorie relativity
Jak se ukázalo, v té době byla objevena pouze špička ledovce, další výzkum přinesl vědcům nová, zcela neuvěřitelná fakta. Na začátku 20. století se tedy zjistilo, že šíření světla (které má konečnou rychlost 300 000 km/s) se v žádném případě neřídí zákony newtonovské mechaniky. Podle vzorců Isaaca Newtona, pokud je těleso nebo vlna emitována pohybujícím se zdrojem, bude jeho rychlost rovna součtu rychlosti zdroje a jeho vlastní. Vlnové vlastnosti částic však byly jiného charakteru. Ukázaly to četné experimenty s nimiv elektrodynamice, v té době mladé vědě, funguje úplně jiný soubor pravidel. Už tehdy Albert Einstein spolu s německým teoretickým fyzikem Maxem Planckem představili svou slavnou teorii relativity, která popisuje chování fotonů. Pro nás však nyní není důležitá ani tak jeho podstata, ale skutečnost, že v tu chvíli byla odhalena zásadní neslučitelnost obou oblastí fyziky, spojit
což se mimochodem vědci snaží dodnes.
Zrození kvantové mechaniky
Studium struktury atomů nakonec zničilo mýtus komplexní klasické mechaniky. Experimenty Ernesta Rutherforda v roce 1911 ukázaly, že atom je složen z ještě menších částic (nazývaných protony, neutrony a elektrony). Navíc také odmítli komunikovat podle Newtonových zákonů. Studium těchto nejmenších částic dalo vzniknout novým postulátům kvantové mechaniky pro vědecký svět. Možná tedy konečné pochopení vesmíru nespočívá pouze a ani ne tak ve studiu hvězd, ale ve studiu nejmenších částic, které poskytují zajímavý obraz světa na mikroúrovni.
Heisenbergův princip nejistoty
Ve dvacátých letech minulého století udělala kvantová mechanika své první kroky a pouze vědci
uvědomil si, co z toho pro nás plyne. V roce 1927 německý fyzik Werner Heisenberg formuloval svůj slavný princip neurčitosti, který demonstruje jeden z hlavních rozdílů mezi mikrokosmem a prostředím, na které jsme zvyklí. Spočívá v tom, že nelze současně měřit rychlost a prostorovou polohu kvantového objektu jen proto, že to při měření ovlivňujeme, protože samotné měření probíhá také pomocí kvant. Pokud je to docela banální: při hodnocení objektu v makrokosmu vidíme světlo odražené od něj a na základě toho o něm vyvozujeme závěry. Ale v kvantové fyzice dopad světelných fotonů (nebo jiných derivátů měření) již ovlivňuje objekt. Princip neurčitosti tedy způsobil pochopitelné potíže při studiu a předpovídání chování kvantových částic. Zajímavé přitom je, že lze samostatně měřit rychlost nebo samostatně polohu těla. Pokud ale měříme současně, pak čím vyšší jsou naše údaje o rychlosti, tím méně budeme vědět o skutečné poloze a naopak.
