Об этом говорит еще один уже упомянутый нами и очень важный для описания атомного и субатомного мира принцип, предложенный Вернером Гейзенбергом все в том же 1927 г. – принцип неопределенности (математическое его выражение называется «соотношениями неопределенностей Гейзенберга»). Суть этого принципа состоит в следующем: у частицы не могут быть одновременно точно измерены и пространственные координаты, и импульс. Иными словами: если в выбранный момент времени мы точно знаем, где частица находится, то определить, с какой скоростью она перемещается в этот же момент времени, мы уже не сможем, и наоборот. По отдельности можно добиться очень высокой точности, но вот одновременно это не возможно. Почему же так происходит? А дело вот в чем: в привычном для нас макромире при измерении положения любого объекта в пространстве и скорости его движения мы на этот объект почти не воздействуем, а если и воздействуем (например, направляем на него луч света), то настолько незначительно, что это совершенно не сказывается на результате измерений. То есть мы способны одновременно и очень точно (с неопределенностью равной нулю) установить и координаты этого объекта, и с какой скоростью он перемещается. Но в микромире любая попытка измерения приводит к необратимому воздействию на систему инструментами этого измерения. Если мы захотим измерить местоположение частицы, нам понадобится направить на нее другие частицы (например, фотоны), а столкновение с ними неизбежно изменит ее скорость, причем изменит непредсказуемо.
Надо сказать, что одним из следствий принципа неопределенности стало представление о Вселенной как о наборе вероятностей, возможностей. Получалось, что процессы, происходящие в ней, не так уж и детерминированы (обусловлены и предсказуемы), как думали еще классики естествознания. Такое положение вещей не только удивило, но даже повергло в шок ученых – современников Гейзенберга. Знаменитое высказывание А. Эйнштейна «Бог не играет в кости» было связано с его критикой принципа неопределенности и попыткой вернуть мирозданию столь привычную и удобную детерминированность. Эйнштейн утверждал, что если мы не можем предсказать какие-либо процессы, происходящие в микромире, то это еще не значит, что эти процессы ничем не обусловлены. Все дело в нашей пока еще неспособности эту обусловленность обнаружить. Он считал, что в квантовой механике существуют скрытые переменные, лежащие в основе наблюдаемых вероятностей.