Existem alguns incríveis preceitos na natureza que simplesmente ditam como algumas coisas acontecem sem que possamos interferir, modificar ou burlar a maneira como certos corpos se comportam. Justamente por conta de um exemplo deste tipo, que o físico alemão Werner Heisenberg formulou o princípio da incerteza, que é um enunciado da mecânica quântica que impõem restrições à precisão com que se podem efetuar medidas simultâneas de partículas observáveis em nível subatômico.
Medindo o mundo visível
Para realizarmos uma medição, precisamos de alguma forma interagir com que aquilo que formos medir. Para efetuar a medida do tamanho de uma mesa, por exemplo, é preciso compara-la com uma fita métrica, por exemplo. Ou, simplesmente, para descobrirmos a posição desta mesa, é preciso enxerga-la, e para isso precisamos ilumina-la para que a luz refletida nesta mesa chegue aos nossos olhos. Isso, por si só, já é uma interação e uma interferência Física.
Mas, por mais preciso que seja o nosso aparelho de medição, sempre haverá uma diferença entre a medida avaliada e a medida real do objeto. Essa diferença entre o valor que medimos e o valor real é chamada de incerteza.
Momento ou Quantidade de Movimento
Quando observarmos uma partida de bilhar, vemos que uma bolinha transfere seu movimento totalmente ou parcialmente para outra. Na Mecânica Clássica, quando medimos a transferência deste movimento de uma bolinha para a outra, dizemos que estamos medindo o momento ou quantidade de movimento, que nada mais é que o produto da massa da bolinha, pela velocidade com que ela estava no momento da batida.
Antes do princípio da incerteza, acreditava-se que se soubermos a posição inicial e o momento (massa e velocidade) do corpo, seríamos capazes de prever como ele se comportará. Imagine um jogo de bilhar. Se conhecermos a massa, a velocidade e a posição inicial da bola, podemos calcular o que vai acontecer no jogo.
Para a Mecânica Clássica, isto é uma ideia correta, mas precisamos saber estes valores com a precisão necessária.
Princípio da Incerteza
Porém, quando começamos a lidar com corpos no nível subatômico, determinar valores como posição e momento torna-se bastante complicado.
Para saber a posição de um elétron, por exemplo, poderíamos lançar um feixe de luz com alguns fótons, receber de volta, e calcular onde o elétron estava.
Porém, quando tentamos determinar a quantidade de movimento (massa e velocidade) deste mesmo elétron por este mesmo feixe de luz, a quantidade de fótons lançados altera totalmente a quantidade de movimento original. E ficamos sem saber exatamente o momento do elétron naquela posição. O contrário também é verdadeiro, podemos criar um cuidadoso experimento para tentar calcular a quantidade de movimento do elétron. Mas a velocidade da partícula necessária para esse cálculo muda a posição do elétron de modo que não conseguimos descobrir a posição com uma boa precisão. Ou seja, o princípio da incerteza nos diz que, quanto maior a precisão com que medimos a posição da partícula menor a precisão com que mediremos o momento e vice-versa.
Essa incerteza não se deve a nossa tecnologia atual e aos aparelhos e métodos que usamos, mas a própria natureza das partículas. Neste caso, não é possível prever com exatidão o comportamento de partículas subatômicas.
