Por que o princípio da incerteza de Heisenberg desafia a ideia de que o universo é completamente determinístico?
Passo 1
Beleza, a questão é: “Por que o princípio da incerteza de Heisenberg desafia a ideia de que o universo é completamente determinístico?”
Conteúdo: mecânica quântica, mais especificamente o princípio da incerteza.
O que vamos precisar:
Conteúdo: mecânica quântica, mais especificamente o princípio da incerteza.
O que vamos precisar:
- Entender o que é determinismo clássico.
- Compreender o que o princípio de incerteza diz (e sua fórmula em LaTeX).
- Ver como isso muda nossa visão de previsibilidade total do universo.
Passo 2
Antes de tudo, “determinismo clássico” significa que, se você souber TODAS as posições e velocidades (ou momentos) de todas as partículas num instante, em princípio você pode prever o futuro com precisão absoluta. É a ideia de Laplace: “um gênio” que conhece cada detalhe do presente prevê o futuro perfeitamente.
Passo 3
Agora, vamos à mecânica quântica. Nela, partículas têm uma função de onda
que dá probabilidade de encontrar a partícula em cada posição. Se você quiser saber o momento (quantidade de movimento) da partícula, precisa olhar sua função de onda em espaço de momento, que é dada pela transformada de Fourier de
.
Dessa relação matemática entre posição e momento vem o famoso princípio de incerteza de Heisenberg:
onde
-
é a incerteza na posição, -
é a incerteza no momento, -
é a constante reduzida de Planck.
Essa fórmula não é um problema prático de “instrumento ruim”, mas uma propriedade fundamental da natureza quântica.
Passo 4
Por que isso atrapalha o determinismo? Simples: no mundo quântico você não pode ter ao mesmo tempo posição e momento arbitrariamente precisos. Se você faz
ficar muito pequeno (quer saber a posição com muita exatidão), a
cresce muito (você passa a não saber quase nada sobre o momento). E vice-versa.
Isso não é só “ruído” ou “erros de medição” – é que a própria partícula não possui valores bem definidos de
e
simultaneamente. A incerteza é intrínseca.
Passo 5
Como consequência, você não consegue montar um cenário em que, conhecendo o instante “zero” perfeitamente, calcule o estado futuro com 100% de certeza. Tudo vira probabilidade. Essa quebra da previsão precisa é justamente o fim do determinismo puro de Laplace.
Resposta
O princípio de incerteza de Heisenberg estabelece que não se pode conhecer simultaneamente posição e momento de uma partícula com precisão arbitrária (
). Como isso é uma limitação fundamental – e não só um defeito de instrumento – ele torna impossível prever o futuro do universo de forma estritamente determinística, impondo uma natureza probabilística aos eventos quânticos.