O princípio da incerteza de Heisenberg

outubro 12, 2019
O princípio da incerteza de Heisenberg foi fundamental para o desenvolvimento da mecânica quântica e do pensamento filosófico moderno.

O princípio da incerteza de Heisenberg diz que o simples fato de observar uma partícula subatômica, como um elétron, altera o seu estado. Esse fenômeno nos impede de saber exatamente onde ele está e como se move.

Da mesma forma, essa teoria do universo quântico também pode ser aplicada ao mundo macroscópico para entendermos como a nossa realidade pode ser inesperada.

Frequentemente, costuma-se dizer que a vida seria muito chata se pudéssemos prever exatamente o que aconteceria a cada momento. Werner Heisenberg foi a primeira pessoa a demonstrar isso cientificamente.

Graças a ele, soubemos que no tecido microscópico das partículas quânticas tudo é intrinsecamente incerto. Tanto ou mais do que em nossa própria realidade.

Este princípio foi enunciado em 1925, quando Werner Heisenberg tinha apenas 24 anos. Oito anos após essa formulação, este cientista alemão recebeu o Prêmio Nobel de Física. Graças aos seus trabalhos, foi desenvolvida a física atômica moderna.

Agora, podemos dizer que Heisenberg era mais do que um cientista: as suas teorias contribuíram, por sua vez, para o avanço da filosofia.

Portanto, o seu princípio da incerteza também é um ponto de partida essencial para entender melhor as ciências sociais e o campo da psicologia que nos permite entender um pouco mais a nossa complexa realidade…

“O que observamos não é a própria natureza, mas a natureza exposta ao nosso método de questionamento”.
–Werner Heisenberg –

Werner Heisenberg

O que é o princípio da incerteza de Heisenberg?

O princípio da incerteza de Heisenberg poderia ser resumido de uma maneira filosófica da seguinte forma: na vida, assim como na mecânica quântica, nunca podemos ter certeza de nada. A teoria desse cientista nos mostrou que a física clássica não era tão previsível quanto sempre acreditamos.

Ele nos fez ver que, no nível subatômico, é impossível saber ao mesmo tempo onde está uma partícula, como ela se move e qual é a sua velocidade. Para entender melhor, daremos um exemplo.

  • Quando dirigimos um carro, basta olhar para o hodômetro para vermos a velocidade que estamos indo. Além disso, também sabemos qual é a nossa posição e nossa direção enquanto dirigimos. Falamos em termos macroscópicos e sem reivindicar muita precisão.
  • Agora, no mundo quântico, isso não acontece. As partículas microscópicas não têm uma posição determinada ou uma única direção. De fato, elas podem estar em muitos lugares ao mesmo tempo. Então, como podemos medir ou descrever o movimento de um elétron?
  • Heisenberg mostrou que, para localizar um elétron no espaço, o mais comum era refletir fótons nele.
  • Com isso, o que realmente foi conseguido foi alterar completamente esse elemento, com o qual uma observação precisa e exata nunca poderia ser realizada. É como se tivéssemos que frear o carro para medir a velocidade.

Para entender melhor essa ideia, podemos usar uma analogia. O cientista é como uma pessoa cega que usa uma bola para saber a que distância está o banco e qual é a sua posição. Ele joga a bola em todos os lugares até que finalmente atinge o objeto.

Mas essa bola é tão forte que o que ele consegue é bater no banquinho e trocá-lo de lugar. Podemos medir a distância, mas não saberemos onde se encontra o objeto.

O princípio da incerteza

O observador modifica a realidade quântica

O princípio de Heisenberg demonstra um fato óbvio: as pessoas influenciam a situação e a velocidade das pequenas partículas.

Assim, esse cientista alemão, também inclinado a teorias filosóficas, costumava dizer que a matéria não é estática nem previsível. As partículas subatômicas não são “coisas”, mas tendências.

E mais, às vezes, quanto mais certeza o cientista tem de onde um elétron está, mais distante ele está e mais complexo é o seu movimento. O simples fato de realizar uma medição já produz uma mudança, alteração e caos nesse tecido quântico.

Portanto, tendo claro o princípio da incerteza de Heisenberg e a influência perturbadora do observador, foram criados os aceleradores de partículas.

Agora, deve-se dizer que, atualmente, estudos como o realizado pelo Dr. Aephraim Steinberg da Universidade de Toronto, no Canadá, mostram novos avanços.

Embora o princípio da incerteza ainda seja válido (ou seja, a mera medição altera o sistema quântico), avanços muito interessantes estão sendo feitos nas medições, controlando um pouco melhor as polarizações.

O princípio de Heisenberg: um mundo cheio de possibilidades

Como já dissemos, o princípio de Heisenberg pode ser aplicado a muitos outros contextos além da física quântica. Afinal, a incerteza é a convicção de que muitas das coisas ao nosso redor não são previsíveis. Ou seja, elas escapam ao nosso controle ou até mais: nós as alteramos com as nossas ações.

Graças a Heisenberg, deixamos de lado a física clássica (onde tudo estava sob controle em um laboratório) para dar lugar à física quântica, onde o observador é criador e espectador ao mesmo tempo. Ou seja, o ser humano age em seu contexto e é capaz de promover novas e fascinantes possibilidades.

Os enigmas da psique humana

O princípio da incerteza e a mecânica quântica nunca nos fornecerão um único resultado sobre um evento. Quando o cientista observa, múltiplas possibilidades aparecem diante dele.

Tentar prever algo exatamente é quase impossível, e isso, curiosamente, é um aspecto ao qual Albert Einstein se opôs. Ele não gostava de pensar que o Universo era governado pelo acaso. 

No entanto, hoje existem muitos cientistas e filósofos que permanecem fascinados com o princípio da incerteza de Heinsenberg. Invocar esse fator imprevisível da mecânica quântica torna a realidade menos determinista, e nós, entidades mais livres.

“Somos feitos dos mesmos elementos que qualquer objeto, e também estamos sujeitos às mesmas interações elementares”.
– Albert Jacquard –

  • Busch, P., Heinonen, T., y Lahti, P. (2007, noviembre). El principio de incertidumbre de Heisenberg. Informes de física . https://doi.org/10.1016/j.physrep.2007.05.006
  • Galindo, A.; Pascual, P. (1978). Mecánica Cuántica. Madrid: Alhambra.
  • Heinsenberg, Werner (2004) La parte y el todo. Ellago