Keď mladý Max Planck povedal svojmu učiteľovi,že sa chcel aj naďalej venovať teoretickej fyzike, s úsmevom ho ubezpečil, že vedci už nemajú čo robiť - zostalo len „vyčistiť hrubé okraje“. Beda! Vďaka úsiliu Plancka, Nielsa Bohra, Einsteina, Schrödingera a ďalších sa všetko otočí hore nohami, a tak dôkladne, že sa nemôžete vrátiť späť a pred nimi sú terénne vozidlá. Ďalej - viac: Medzi všeobecným teoretickým chaosom sa náhle objaví napríklad Heisenbergova neistota. Ako sa hovorí, pre nás to nestačilo. Na prelome 19. a 20. storočia vedci otvorili dvere do neznámej oblasti elementárnych častíc, kde obvyklá newtonovská mechanika zlyhala.
Mohlo by sa zdať, že „predtým“ je všetko v poriadku - tufyzické telo, tu sú jeho súradnice. V „normálnej fyzike“ môžete vždy vziať šíp a presne ho „strčiť“ do „normálneho“ objektu, dokonca aj do pohyblivého. Šmyk je teoreticky vylúčený - Newtonove zákony sa nemýlia. Ale predmet výskumu sa zmenšuje - zrno, molekula, atóm. Najskôr zmiznú presné obrysy objektu, potom sa v jeho popise objavia pravdepodobnostné odhady priemerných štatistických rýchlostí molekúl plynu a nakoniec sa súradnice molekúl stanú niekde v tejto oblasti „priemernými štatistikami“. Čas prejde a problém vyrieši Heisenbergova neistota, ale to neskôr, ale teraz ... Pokúste sa zasiahnuť objekt „teoretickou šípkou“, ak je „v oblasti najpravdepodobnejších súradníc“. Slabé? A čo je to za predmet, aké má rozmery a tvary? Bolo tu viac otázok ako odpovedí.
Ale čo atóm?Známy planetárny model bol navrhnutý v roku 1911 a okamžite vyvolal veľa otázok. Hlavné je: ako sa negatívny elektrón udržuje na obežnej dráhe a prečo nepadá na kladné jadro? Ako sa hovorí teraz - dobrá otázka. Je potrebné poznamenať, že všetky teoretické výpočty sa v tom čase uskutočňovali na základe klasickej mechaniky - Heisenbergova neistota zatiaľ nezaujala čestné miesto v teórii atómu. Práve táto skutočnosť zabránila vedcom pochopiť podstatu atómovej mechaniky. Atóm „zachránil“ Niels Bohr - stabilitu mu dal jeho predpoklad, že elektrón má obežné hladiny, na ktorých nevydáva energiu, to znamená, nestráca to a nepadá na jadro.
Vyšetrovanie otázky kontinuity energiestavy atómu už dali impulz vývoju úplne novej fyziky - kvantovej, ktorej začiatok položil Max Planck už v roku 1900. Objavil fenomén kvantovania energie a Niels Bohr preň našiel aplikáciu. Neskôr sa však ukázalo, že je úplne nevhodné popisovať atómový model pre nás zrozumiteľnou klasickou mechanikou makrokozmu. Aj čas a priestor v kvantovom svete nadobúda úplne iný význam. Do tejto doby sa pokusy teoretických fyzikov o poskytnutie matematického modelu planetárneho atómu skončili viacpodlažnými a neúčinnými rovnicami. Problém bol vyriešený pomocou Heisenbergovho vzťahu neistoty. Tento prekvapivo skromný matematický výraz spája neistoty priestorovej súradnice Δx a rýchlosti Δv s hmotnosťou častíc m a Planckovou konštantou h:.
Δx * Δv> h / m
Z toho vyplýva zásadný rozdiel medzi mikro- amakrokozmos: súradnice a rýchlosti častíc v mikrokozme nie sú definované v konkrétnej podobe - majú pravdepodobnostnú povahu. Na druhej strane obsahuje Heisenbergov princíp na pravej strane nerovnosti veľmi konkrétnu pozitívnu hodnotu, z ktorej vyplýva, že nulová hodnota aspoň jednej z neistôt je vylúčená. V praxi to znamená, že rýchlosť a poloha častíc v subatomárnom svete sa vždy určuje s chybou a nikdy nie je nulová. Z úplne rovnakej perspektívy spája Heisenbergova neistota ďalšie páry súvisiacich charakteristík, napríklad neistoty energie ΔE a času Δt:
ΔЕΔt> h
Podstatou tohto výrazu je, že je to nemožnésúčasne merať energiu atómovej častice a čas, v ktorom ju vlastní, bez neistoty jej hodnoty, pretože meranie energie trvá určitý čas, počas ktorého sa energia náhodne zmení.
