6.5. Принцип неопределенности

Исторически сложилось так, что в собственном терминологическом обличии проблема неопределенности выступила лишь в XX в. в великом открытии немецкого физика Гейзенберга (1927 г.). В принципе неопределенности Гейзенберга утверждается, что имеется две пары величин, характеризующих макросистему, которые не могут быть известны одновременно с бесконечной степенью точности. Неопределенность проявилась в отношении измерения координаты микрочастицы и ее импульса. Получается, что нельзя одновременно знать координату частицы, т.е. ее местоположение в пространстве, и скорость: чем точнее определена скорость, а значит, и импульс частицы, тем большая неопределенность будет в значении координаты. Это означает, что микрочастицу в принципе невозможно однозначно локализовать в пространстве и времени, ее местоположение Может быть представлено лишь вероятностно. Квантово-механические эффекты показали, что неопределенность вряд ли можно обойти и тем более опустить как несуществующую. Эта неточность свойственна самой природе систем, которые мы рассматриваем, и является отражением того предела, которого достигли наши знания о микромире.

Таким образом, принцип неопределенности — это фундаментальное положение квантовой теории, утверждающей, что любая физическая система не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра инерции и импульс принимают вполне определенное значение. Никакой эксперимент не может привести к одновременному точному определению таких динамических переменных. При этом неопределенность в определении связана не с несовершенством экспериментальной техники, а с объективными свойствами материи. Отсюда следует, что понятия координаты и импульса не могут быть применены в классическом смысле к микроскопическим объектам.

Согласно корпускулярно-волновому дуализму состояние частицы полностью определяется лишь волновой функцией. Частица может быть обнаружена в любой точке пространства, в которой волновая функция отличается от нуля. Это означает, что при проведении серии экспериментов значения будут вероятностными.