Princip nesigurnosti leži u ravnini kvantne mehanike, ali da bismo ga u potpunosti analizirali, okrenimo se razvoju fizike u cjelini. Isaac Newton i Albert Einstein možda su najpoznatiji fizičari u povijesti čovječanstva. Prvi je krajem 17. stoljeća formulirao zakone klasične mehanike, kojima se pokoravaju sva tijela koja nas okružuju, planeti, podložni inerciji i gravitaciji. Razvoj zakona klasične mehanike potkraj 19. stoljeća doveo je znanstveni svijet do mišljenja da su svi osnovni zakoni prirode već otkriveni i da čovjek može objasniti bilo koju pojavu u Svemiru.
Einsteinova teorija relativnosti
Kako se pokazalo, tada je otkriven samo vrh ledenog brijega, daljnja istraživanja donijela su znanstvenicima nove, potpuno nevjerojatne činjenice. Dakle, početkom 20. stoljeća otkriveno je da se širenje svjetlosti (koja ima konačnu brzinu od 300.000 km/s) ni na koji način ne pokorava zakonima Newtonove mehanike. Prema formulama Isaaca Newtona, ako tijelo ili val emitira pokretni izvor, njegova će brzina biti jednaka zbroju brzine izvora i njegove vlastite. Međutim, valna svojstva čestica bila su drugačije prirode. To su pokazali brojni eksperimenti s njimau elektrodinamici, tada mladoj znanosti, djeluje potpuno drugačiji skup pravila. Već tada je Albert Einstein zajedno s njemačkim teoretskim fizičarem Maxom Planckom uveo njihovu poznatu teoriju relativnosti koja opisuje ponašanje fotona. Međutim, za nas sada nije toliko bitna njegova bit, već činjenica da se u tom trenutku otkrila temeljna nespojivost dvaju područja fizike, da se spoji
što, usput rečeno, znanstvenici pokušavaju i dan-danas.
Rođenje kvantne mehanike
Proučavanje strukture atoma konačno je uništilo mit o sveobuhvatnoj klasičnoj mehanici. Eksperimenti Ernesta Rutherforda iz 1911. pokazali su da se atom sastoji od još manjih čestica (zvanih protoni, neutroni i elektroni). Štoviše, oni su također odbili interakciju prema Newtonovim zakonima. Proučavanje ovih najmanjih čestica dovelo je do novih postulata kvantne mehanike za znanstveni svijet. Stoga, možda konačno razumijevanje svemira leži ne samo i ne toliko u proučavanju zvijezda, već u proučavanju najmanjih čestica, koje daju zanimljivu sliku svijeta na mikro razini.
Heisenbergov princip nesigurnosti
U 1920-im, kvantna mehanika napravila je prve korake, a samo znanstvenici
shvatili što iz toga slijedi za nas. Godine 1927. njemački fizičar Werner Heisenberg formulirao je svoj poznati princip nesigurnosti, koji pokazuje jednu od glavnih razlika između mikrokozmosa i okoline na koju smo navikli. Sastoji se u tome što je nemoguće istovremeno mjeriti brzinu i prostorni položaj kvantnog objekta samo zato što na njega utječemo tijekom mjerenja, jer se samo mjerenje također provodi uz pomoć kvanta. Ako je sasvim banalno: kada ocjenjujemo neki objekt u makrokozmosu, vidimo svjetlost koja se odbija od njega i na temelju toga donosimo zaključke o tome. Ali u kvantnoj fizici, utjecaj svjetlosnih fotona (ili drugih mjernih derivata) već utječe na objekt. Stoga je princip nesigurnosti uzrokovao razumljive poteškoće u proučavanju i predviđanju ponašanja kvantnih čestica. Pritom je, zanimljivo, moguće zasebno mjeriti brzinu ili odvojeno položaj tijela. Ali ako mjerimo istovremeno, što su naši podaci o brzini veći, manje ćemo znati o stvarnom položaju, i obrnuto.
