Načelo negotovosti leži v ravnini kvantne mehanike, a da bi ga v celoti analizirali, se obrnimo na razvoj fizike kot celote. Isaac Newton in Albert Einstein sta morda najbolj znana fizika v zgodovini človeštva. Prvi je konec 17. stoletja oblikoval zakone klasične mehanike, ki se jim podrejajo vsa telesa, ki nas obdajajo, planeti, podvrženi vztrajnosti in gravitaciji. Razvoj zakonov klasične mehanike je proti koncu 19. stoletja pripeljal znanstveni svet do mnenja, da so vsi osnovni zakoni narave že odkriti in da lahko človek razloži kateri koli pojav v Vesolju.
Einsteinova teorija relativnosti
Kot se je izkazalo, je bil takrat odkrit le vrh ledene gore, nadaljnje raziskave so znanstvenikom prinesle nova, popolnoma neverjetna dejstva. Tako je bilo na začetku 20. stoletja odkrito, da širjenje svetlobe (ki ima končno hitrost 300.000 km / s) nikakor ne izpolnjuje zakonov Newtonove mehanike. Po formulah Isaaca Newtona, če telo ali val oddaja premikajoči se vir, bo njegova hitrost enaka vsoti hitrosti vira in njegove lastne. Vendar so bile valovne lastnosti delcev drugačne narave. To so pokazali številni poskusi z njimiv elektrodinamiki, takrat mladi znanosti, deluje povsem drugačen sklop pravil. Že takrat je Albert Einstein skupaj z nemškim teoretičnim fizikom Maxom Planckom predstavil njihovo znamenito teorijo relativnosti, ki opisuje obnašanje fotonov. Vendar za nas zdaj ni pomembno toliko njeno bistvo, temveč dejstvo, da se je v tistem trenutku pokazala temeljna nezdružljivost obeh področij fizike, da združimo
kar, mimogrede, znanstveniki poskušajo še danes.
Rojstvo kvantne mehanike
Študija strukture atomov je dokončno uničila mit o celoviti klasični mehaniki. Poskusi Ernesta Rutherforda iz leta 1911 so pokazali, da je atom sestavljen iz še manjših delcev (imenovanih protoni, nevtroni in elektroni). Poleg tega so zavrnili tudi interakcijo v skladu z Newtonovimi zakoni. Preučevanje teh najmanjših delcev je za znanstveni svet povzročilo nove postulate kvantne mehanike. Tako morda končno razumevanje Vesolja ni le in ne toliko v proučevanju zvezd, ampak v preučevanju najmanjših delcev, ki dajejo zanimivo sliko sveta na mikro ravni.
Heisenbergovo načelo negotovosti
V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je kvantna mehanika naredila prve korake in samo znanstveniki
spoznal, kaj iz tega sledi za nas. Leta 1927 je nemški fizik Werner Heisenberg oblikoval svoje znamenito načelo negotovosti, ki dokazuje eno glavnih razlik med mikrokozmosom in okoljem, ki smo ga vajeni. Sestavljen je v tem, da je nemogoče sočasno meriti hitrost in prostorski položaj kvantnega objekta, samo zato, ker nanj vplivamo med meritvijo, ker se tudi sama meritev izvaja s pomočjo kvantov. Če je čisto banalno: ko ocenjujemo objekt v makrokozmosu, vidimo, da se od njega odbija svetloba in na podlagi tega sklepamo o tem. Toda v kvantni fiziki vpliv svetlobnih fotonov (ali drugih merilnih derivatov) že vpliva na objekt. Tako je načelo negotovosti povzročilo razumljive težave pri preučevanju in napovedovanju obnašanja kvantnih delcev. Hkrati pa je zanimivo, da je možno ločeno meriti hitrost oziroma ločeno položaj telesa. Če pa merimo hkrati, potem višji kot so naši podatki o hitrosti, manj bomo vedeli o dejanski poziciji in obratno.
