Figura 1: O físico alemão Werner Heisenberg
A Física é um ramo do conhecimento humano que procura descrever e explicar os fenômenos naturais através de modelos matemáticos simples, e tem a observação experimental como o seu principal critério de verificação empírico, fato comum a todas as ciências empíricas (Biologia, química, neurociência etc). Para descrever o comportamento de qualquer sistema físico, seja uma bola de futebol ou até mesmo uma galáxia, é preciso conhecer o estado desse sistema no instante de tempo considerado. O estado de um sistema pode ser entendido como a configuração que o sistema exibe no momento em que é observado. Se preferir, entenda que o estado representa a "situação" em que o sistema em questão se encontra naquele momento. Em física clássica, o estado de um sistema é determinado conhecendo-se a posição e a velocidade desse sistema (que pode ser qualquer objeto) em relação a um dado referencial (lembre-se que todo movimento é relativo, exceto o da luz). Do ponto de vista matemático, é crucial determinar a posição do objeto porque a partir dessa informação se obtém todas as demais grandezas físicas de interesse, como velocidade, momento linear, energia cinética, etc. Do ponto de vista prático, é óbvio que a informação da posição deve vir em primeiro lugar, afinal, como saber do estado de um corpo se não soubermos onde ele está?
A física sofreu uma grande revolução no início do século XX, e muito disso se deve ao chamado "princípio da incerteza", proposto pelo físico alemão Werner Heisenberg (figura acima), em 1927. A tese aventada por Heisenberg mudou radicalmente a forma como definimos o estado físico de um sistema (tal como definido acima). O princípio da incerteza afirma que:
"Não é possível medir, simultaneamente, a posição e o momento linear de uma partícula com precisão ilimitada".
Em outras palavras, o princípio da incerteza proíbe a determinação exata da posição e do momento linear (definido como sendo o produto da massa pela velocidade) de uma partícula num mesmo instante. Isso significa que, na escala microscópica (escala de tamanho de moléculas, átomos, prótons, elétrons etc) não existe o conceito de trajetória., uma vez que, classicamente, a trajetória é definida como sendo o percurso feito ao longo de um conjunto de pontos no espaço em um dado intervalo de tempo, e, para tal, é necessário a determinação das posições e velocidades do corpo em cada um desses pontos. Matematicamente, o princípio da incerteza pode ser escrito como:
Δ𝑥∙Δ𝑝≥ ℎ/4𝜋
onde Δ𝑥 representa a incerteza na posição x da partícula, Δp representa a incerteza no momento linear p da partícula, e h é uma das constantes fundamentais da física, e é chamada de constante de Planck. O princípio da incerteza nos informa, de maneira simplificada, que Δ𝑥 e Δp são quantidades complementares, isto é, quanto maior for a informação sobre uma, menor será sobre a outra, e vice-versa. Em virtude disto, é óbvio que o estado de uma partícula subatômica não pode ser determinada da mesma forma que é na física clássica. A explicação do procedimento adotado será abordado em outra publicação.
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