Belirsizlik İlkesi

Heisenberg’in özgün olarak ifade ettiği belirsizlik ilkesi şu şekildedir: Herhangi bir cisim üzerinde ölçme yaparsanız ve onun momentumunun x-bileşenini Δp belirsizliğiyle saptayabilirseniz, onun x-konumunu, aynı anda, Δx≥h/2Δp’den daha doğru bilemezsiniz. Burada h bir doğa sabitidir ve ‘İndirgenmiş Planck Sabiti’ olarak adlandırılır, ve yaklaşık olarak 1,05 x 10^-34 Joule-saniye değerine sahiptir. Herhangi bir anda, konum ve momentumunun bekirsizliklerinin çarpımı, indirgenmiş Planck sabitinin yarısından daha büyüktür. Bu yukarıda daha genel olarak ifade edilmiş olan belirsizlik ilkesinin özel bir halidir. Çok daha genel ifade şudur: Aynı anda hem girişim deseni veren hem de ele alınan iki seçenekten birini belirleyen bir gereç tasarlanamaz.

Belirsizlik çoğu zaman bir ölçümün sonucu olarak açıklanır. Yani nesnenin konumunu ölçme işlemi onun hızını değiştirir, yada onun hızını ölçmek konumunu değiştirir, türünden açıklamalar getirilir. Fakat, olaylar çok farklı şekilde yorumlanmalıdır. Evrende bulunan her şey aynı anda hem parçacık hem dalga gibi davranıyor. Kuantum mekaniği söz konusu olduğunda, bir parçacığın anlık konumundan ve hızından bahsetmek tamamen anlamsızdır. Konum ölçümü söz konusu olduğunda, bir parçacığın anlık konumundan rahatça bahsedebiliriz. Fakat dalga durumu için böyle bir konumdan bahsedemeyiz. Çünkü dalgalar, uzayda yayılan hareketlenmelerdir. Bir bütün olarak, dalga desenini özelliklerini açıkça belirtebiliriz. Burada önemli olarak dalga boyuna dikkat çekeceğim. Dalga boyları, iki tepe arasında ki konum olarak tanımlanır. Fakat, dalga için tek bir konum veremeyiz. Pek çok yerde bulunma olasılığı bulunur. Dalga boyu, kuantum fiziğinin temel öğelerindendir. Çünkü, bir nesnenin dalga boyu, momentumu ile ilişkilidir. Momentum = Kütle x Hız. Buna dayanarak, hızlı giden bir cisim için yüksek momentumdan bahsedebiliriz. Bu çok kısa dalga boyuna denktir. Atomlar ya da elektronlar gibi küçük nesneler için ise fizik deneyleri ile ölçülebilecek kadar büyük bir dalga boyundan bahsederiz. Dolayısıyla, eğer saf bir dalgamız varsa, onun dalgaboyunu ölçebiliriz. Bu bize doğrudan momentumu verir, fakat bir konumdan bahsedemeyiz. Bir parçacık söz konusu olduğu zaman ise, çok rahat bir şekilde konum ataması yapabiliriz, fakat onun da bir dalga boyu yoktur. Dolayısıyla onun momentumunu bilemeyiz. Hem konumu hem momentumu olan bir parçacık elde etmek için, iki resmi karıştırarak, sadece küçük bir alanda dalgaları bulunan bir grafik yapmamız gerek. Bu durumu ise, kuantum nesnemize farklı momentumlara sahip olma olasılığı vererek, dalga boylarını birleştirerek yapabiliriz. Bu sürecin içerisinde kuantum nesnemizin, hem konumuna ilişkin hem de momentumunda ilişkin kesinlikleri kaybederiz. İşte tam olarak bu Heisenberg’in Belirsizlik İlkesidir. Bu belirsizlik, iyi veya kötü ölçüm meselesi değildir, parçacık ve dalga doğalarının birleşiminin kaçınılmaz bir sonucudur.