Μέχρι το 1926 όλοι πίστευαν στην αιτιοκρατία. Αιτιοκρατία σημαίνει ότι ένας παρατηρητής μπορεί να κάνει πρόβλεψη για οτιδήποτε θα συμβεί στο Σύμπαν αρκεί να πληρούνται οι παρακάτω δυο προϋποθέσεις:
1. να γνωρίζει πλήρως την κατάσταση του Σύμπαντος κάποια χρονική στιγμή, και
2. να χρησιμοποιήσει ένα σύνολο επιστημονικών νόμων για να κάνει τους υπολογισμούς του.
2. να χρησιμοποιήσει ένα σύνολο επιστημονικών νόμων για να κάνει τους υπολογισμούς του.
Ο Heisenberg έδειξε ότι η πρώτη προϋπόθεση είναι αδύνατη. Απέδειξε ότι δεν μπορούμε να μετρήσουμε ταυτόχρονα τη θέση και τη ταχύτητα ενός σωματιδίου με όση ακρίβεια επιθυμούμε, ασχέτως εάν τα όργανα μέτρησης που χρησιμοποιούμε είναι πολύ ακριβή.
Ο πιο απλός τρόπος για να βρούμε τη θέση ενός σωματιδίου είναι να το φωτίσουμε φως. Ένα μέρος των φωτεινών κυμάτων θα σκεδαστεί από το σωματίδιο και έτσι θα προσδιορίσουμε τη θέση που βρίσκεται. Η ακρίβεια που θα έχουμε στον προσδιορισμό της θέσης του σωματιδίου εξαρτάται από το μήκος κύματος των φωτεινών κυμάτων που θα χρησιμοποιήσουμε. Επομένως για να μετρήσουμε με μεγάλη ακρίβεια τη θέση του σωματιδίου χρειαζόμαστε φωτεινά κύματα με μικρό μήκος κύματος.
Λόγω της υπόθεσης του Planck δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τυχαία ένα οσοδήποτε μικρό ποσό φωτός, αλλά το ελάχιστο που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε είναι τουλάχιστον ένα κβάντο φωτός. Αυτό το κβάντο φωτός θα αλληλεπιδράσει με το σωματίδιο και θα του αλλάξει την ταχύτητά του κατά τρόπο μη προβλέψιμο. Επιπλέον, εάν θέλουμε να είναι όσο το δυνατόν πιο ακριβής η μέτρηση της θέσης του σωματιδίου, τόσο πιο μικρό μήκος κύματος χρειαζόμαστε, αλλά τότε μεγαλώνει πολύ η ενέργεια του φωτόνιου και κατά συνέπεια η ταχύτητα του σωματιδίου θα μεταβληθεί πολύ.
Με απλά λόγια: " όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση της θέσης ενός σωματιδίου τόσο λιγότερο ακριβής είναι η μέτρηση της ταχύτητάς του και αντιστρόφως ".
Ο Heisenberg έδειξε ότι, αν πολλαπλασιάσουμε την απροσδιοριστία στη θέση του σωματιδίου επί την απροσδιοριστία στην ταχύτητά του επί τη μάζα του, θα έχουμε έναν αριθμό που δεν μπορεί ποτέ να γίνει πιο μικρός απ΄ορισμένη ποσότητα, τη λεγόμενη σταθερά του Planck. Η μαθηματική σχέση που εκφράζει την αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg είναι η παρακάτω:
Η αρχή αβεβαιότητας βάζει ένα όριο στην ακρίβεια των μετρήσεων που μπορούμε να κάνουμε, αυτό το όριο δεν εξαρτάται ούτε από την μέθοδο μέτρησης που χρησιμοποιούμε, αλλά ούτε και από το είδος του σωματιδίου (δηλ. αν είναι πρωτόνιο ή ηλεκτρόνιο ή νετρόνιο κ.λ.π.).
Η αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg είναι θεμελιώδης, αναπόδραστη χαρακτηριστική ιδιότητα του Κόσμου.
Η αρχή αβεβαιότητας είχε βαθιά επίπτωση στην εικόνα του ανθρώπου για τον Κόσμο. Αν και πέρασαν περισσότερα από πενήντα χρόνια, αυτή η επίπτωση δεν έχει κατανοηθεί από πολλούς φιλοσόφους, και εξακολουθεί να αποτελεί αντικείμενο διαμάχης. Επίσης σήμανε το τέλος του ονείρου του Laplace για μια θεωρία της φυσικής και ένα μοντέλο του Σύμπαντος που θα ήταν απόλυτα ντετερμινιστικά: δεν μπορούμε βέβαια να προβλέψουμε με απόλυτη ακρίβεια τα μελλοντικά γεγονότα του Σύμπαντος αν δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε με απόλυτη ακρίβεια ούτε την σημερινή του κατάσταση!
