Hay algunos preceptos increíbles de la naturaleza que simplemente dictan cómo algunos fenómenos ocurren sin que podamos interferir, modificar o burlar la forma en que ciertos cuerpos se comportan. Justamente por cuenta de un ejemplo de este tipo fue que el físico alemán Werner Heisenberg formuló el principio de incertidumbre, que es un enunciado de la mecánica cuántica que impone restricciones a la precisión con la que se pueden efectuar medidas simultáneas de partículas observables a nivel subatómico.
Medición del mundo visible
Para realizar una medición, tenemos que interactuar de alguna manera con que lo que medimos. Para realizar la medición del tamaño de una mesa, por ejemplo, es necesario poder compararlo con una cinta métrica, por ejemplo. O simplemente para descubrir la posición de esta mesa es necesario verla, y para eso necesitamos iluminarla para que la luz reflejada en esa mesa llegue a nuestros ojos. Eso, por sí sólo, ya es una interacción y una interferencia física.
Pero, por más preciso que sea nuestro aparato de medición siempre habrá una diferencia entre la medida evaluada y la medida real del objeto. Esa diferencia entre el valor que medimos y el valor real es llamada de incertidumbre.
Momento o cantidad de movimiento
Cuando nos fijamos en una partida de billar, vemos que una bola transfiere su movimiento total o parcialmente a otra. En la mecánica clásica, cuando medimos la transferencia del movimiento de una bola a la otra, decimos que estamos midiendo el tiempo o la cantidad de movimiento, que no es más que el producto de la masa de la bola por la velocidad con la que ella estaba en el momento del golpe.
Antes del principio de incertidumbre, se creía que si sabíamos la posición inicial y el momento (masa y velocidad) del cuerpo, entonces seríamos capaces de prever cómo él se comportaría. Imaginemos una partida de billar: si conocemos la masa, la velocidad y la posición inicial de la bola, podemos calcular qué va a suceder en el juego.
Para la mecánica clásica, se trata de una idea correcta, pero necesitamos conocer estos valores con la precisión necesaria.
Cuando empezamos a hacer frente a los organismos a nivel subatómico, la determinación de valores como la posición y el momento se hace muy complicada. Para conocer la posición de un electrón, por ejemplo, podríamos arrojar un haz de luz con algunos fotones, recibir de vuelta, y calcular dónde estaba el electrón.
Sin embargo, cuando se trata de determinar la cantidad de movimiento (velocidad y peso) de este mismo electrón por este mismo haz de luz, la cantidad de fotones lanzados altera totalmente la cantidad de movimiento original. Y nos quedamos sin saber exactamente el momento del electrón en aquella posición. Lo contrario también es correcto, podemos crear un cuidadoso experimento para intentar calcular la cantidad de movimiento del electrón. Pero la velocidad de la partícula necesaria para ese cálculo cambia la posición del electrón de modo que no conseguimos descubrir la posición con una adecuada precisión. Es decir, el principio de incertidumbre nos dice que, cuanto mayor sea la precisión con la que medimos la posición de la partícula menor será la precisión con la que mediremos el momento y viceversa.
Esta incertidumbre no se debe a nuestra tecnología actual y a los dispositivos y métodos que utilizamos, sino la propia naturaleza de las partículas. En este caso, no se puede predecir con exactitud el comportamiento de las partículas subatómicas.
