Die Unschärferelation liegt auf der Ebene der Quantenmechanik, aber um sie vollständig zu analysieren, wenden wir uns der Entwicklung der Physik als Ganzes zu. Isaac Newton und Albert Einstein sind vielleicht die berühmtesten Physiker der Menschheitsgeschichte. Die erste formulierte Ende des 17. Jahrhunderts die Gesetze der klassischen Mechanik, denen alle uns umgebenden Körper, die Planeten, der Trägheit und Schwerkraft unterliegen, gehorchen. Die Entwicklung der Gesetze der klassischen Mechanik führte die wissenschaftliche Welt gegen Ende des 19. Jahrhunderts zu der Meinung, dass alle grundlegenden Naturgesetze bereits entdeckt seien und der Mensch jedes Phänomen im Universum erklären könne.
Einsteins Relativitätstheorie
Wie sich herausstellte, war damals erst die Spitze des Eisbergs entdeckt, weitere Forschungen brachten den Wissenschaftlern neue, völlig unglaubliche Fakten zutage. So wurde Anfang des 20. Jahrhunderts entdeckt, dass die Ausbreitung von Licht (das eine Endgeschwindigkeit von 300.000 km/s hat) in keiner Weise den Gesetzen der Newtonschen Mechanik gehorcht. Wenn ein Körper oder eine Welle von einer sich bewegenden Quelle emittiert wird, ist ihre Geschwindigkeit nach den Formeln von Isaac Newton gleich der Summe der Geschwindigkeit der Quelle und ihrer eigenen. Die Welleneigenschaften der Teilchen waren jedoch anderer Natur. Das haben zahlreiche Experimente mit ihnen gezeigtin der damals jungen wissenschaft elektrodynamik gilt ein ganz anderes regelwerk. Schon damals stellte Albert Einstein zusammen mit dem deutschen theoretischen Physiker Max Planck ihre berühmte Relativitätstheorie vor, die das Verh alten von Photonen beschreibt. Für uns ist jetzt jedoch nicht so sehr ihr Wesen wichtig, sondern die Tatsache, dass in diesem Moment die grundlegende Unvereinbarkeit der beiden Bereiche der Physik offenbart wurde, um
zu kombinieren
was Wissenschaftler übrigens bis heute versuchen.
Die Geburt der Quantenmechanik
Das Studium der Atomstruktur zerstörte endgültig den Mythos der umfassenden klassischen Mechanik. Experimente von Ernest Rutherford im Jahr 1911 zeigten, dass das Atom aus noch kleineren Teilchen besteht (genannt Protonen, Neutronen und Elektronen). Darüber hinaus weigerten sie sich auch, nach Newtons Gesetzen zu interagieren. Die Untersuchung dieser kleinsten Teilchen führte zu neuen Postulaten der Quantenmechanik für die wissenschaftliche Welt. Daher liegt das endgültige Verständnis des Universums vielleicht nicht nur und nicht so sehr im Studium der Sterne, sondern im Studium der kleinsten Teilchen, die ein interessantes Bild der Welt auf der Mikroebene ergeben.
Heisenberg-Unschärferelation
In den 1920er Jahren unternahm die Quantenmechanik ihre ersten Schritte, und nur Wissenschaftler
hat für uns realisiert, was daraus folgt. 1927 formulierte der deutsche Physiker Werner Heisenberg seine berühmte Unschärferelation, die einen der Hauptunterschiede zwischen dem Mikrokosmos und unserer gewohnten Umwelt aufzeigt. Sie besteht darin, dass es unmöglich ist, Geschwindigkeit und räumliche Position eines Quantenobjekts gleichzeitig zu messen, nur weil wir es während der Messung beeinflussen, weil die Messung selbst auch mit Hilfe von Quanten durchgeführt wird. Wenn es ganz banal ist: Bei der Bewertung eines Objekts im Makrokosmos sehen wir das von ihm reflektierte Licht und ziehen daraus Rückschlüsse darauf. Aber in der Quantenphysik wirkt sich bereits der Aufprall von Lichtphotonen (oder anderen Messableitungen) auf das Objekt aus. Daher verursachte die Unschärferelation verständliche Schwierigkeiten bei der Untersuchung und Vorhersage des Verh altens von Quantenteilchen. Gleichzeitig ist es interessanterweise möglich, die Geschwindigkeit oder die Position des Körpers separat zu messen. Aber wenn wir gleichzeitig messen, dann wissen wir umso weniger über die tatsächliche Position, je höher unsere Geschwindigkeitsdaten sind und umgekehrt.
