Ещё в начале прошлого века среди учёных была популярна концепция детерминизма. Вкратце – всё, всегда и везде можно вычислить с некоторой точностью. Положение звёзд, планет, галактик, молекул в объекте… Казалось бы, весьма спокойная картина, которая даёт уверенность в любые дни. Вселенная объяснима и предсказуема.
Но по прошествии времени выяснилось: это убеждение всего лишь иллюзия. Проверьте сами – предположим, вы едете в поезде и подбрасываете мячик вверх. Так или иначе можно вычислить, куда он потом шмякнется, за какое время и даже с каким ускорением. Но человек, который наблюдает за процессом подкидывания с платформы, тоже подсчитает, и вот мы получим два правильных, но разных ответа! Поезд-то движется, и место приземления мячика в вагоне будет разным для пассажира и для наблюдателя, а значит и остальные характеристики будут изменяться.
Идём дальше. Теперь представим, что мы измеряем положение частицы (например, электрона, который движется по проводам и вместе со своими собратьями создаёт ток). Чтобы отыскать частицу, надо направить на неё луч света. Но световое излучение имеет одно крайне важное свойство, свойство рассеивания – вспомните, насколько может «пробить» фонарь темноту в ночном поле. Благодаря отражению света, мы сможем засечь частицу, но с очень малой точностью – свет сам по себе представляет собой поток, и его отражение – всего лишь разброс луча в пространстве. Снова про фонарик в поле – попробуйте светить даже сверхмощным, но на расстоянии несколько километров. Вы увидите лишь бледные очертания поверхности.
А ещё сам свет способен сообщить энергию. Кто обгорал на пляже или в огороде, спорить не будет. И вот эта энергия, передаваемая частице, изменяет её скорость!
Просто ужас получается – мы не можем точно описать положение, а когда измеряем, ещё и сбиваем скорость частицы.
Ничего определённого в мире нет, к сожалению. Элементы, из которых состоит Вселенная, и мы с вами, все эти мельчайшие частицы нельзя принципиально точно измерить. Как бы мы ни старались, мы найдём или положение в пространстве, или скорость, но ни как не всё в месте. Этот феномен называется принципом неопределённости. И лежит в основе всего современного понимания мира. Однако удивляет не это. Кажется совсем чудесным, что куча неопределённых объектов формирует вполне настоящий и довольно интересный макромир, мир крупных объектов.