L’incertitude quantique, ou plus formellement, le principe d’incertitude de Heisenberg, est une découverte de la physique quantique qui stipule que l’on ne peut pas connaître simultanément la position exacte et la quantité de mouvement exacte d’une seule particule. Le principe d’incertitude donne également des limites de confiance mathématiquement précises (quantitatives) pour des paires de mesures. Essentiellement, plus vous voulez connaître une valeur avec précision, plus vous devez sacrifier la précision dans la mesure de l’autre.
En raison de son association avec la révolution de la mécanique quantique, l’incertitude quantique a une place durable dans la culture populaire, où elle est souvent mal interprétée. L’incertitude quantique dans les films et les films est parfois utilisée à tort pour désigner de gros objets, alors qu’elle ne s’applique en réalité qu’aux particules. Aussi, l’idée d’incertitude quantique est souvent présentée de manière mystérieuse, sans mentionner que le concept va de pair avec des bornes de confiance quantitatives précises, qui ne sont pas si mystérieuses.
La notion d’incertitude quantique a provoqué un tollé au début du 20e siècle, lorsque les physiciens essayaient de comprendre les détails de la théorie quantique à travers des interprétations contradictoires. Neils Bohr et de nombreux autres physiciens ont préconisé l’interprétation de Copenhague, selon laquelle l’univers est fondamentalement flou au niveau le plus bas, décrit par des distributions de probabilité plutôt que par des états bien définis et liés de manière déterministe. Werner Heisenberg, qui a dérivé le principe d’incertitude de la structure mathématique de la théorie quantique, a également préconisé l’interprétation de Copenhague. Albert Einstein, cependant, ne l’a pas fait, en disant que Dieu ne joue pas aux dés.
La théorie de l’incertitude quantique, bien qu’elle soit emballée avec des limites de confiance mathématiquement précises, est vraiment assez mystérieuse. Il existe encore des désaccords au sein de la communauté des physiciens quant à savoir si l’interprétation de Copenhague découle inévitablement de la certitude quantique. L’alternative contemporaine à l’interprétation de Copenhague est l’interprétation de nombreux mondes de la mécanique quantique, qui soutient que la réalité est en fait déterministe.
Dans le contexte du grand succès de la mécanique newtonienne depuis plus d’un siècle, les physiciens étaient très réticents à abandonner les théories déterministes sans preuves incroyablement convaincantes. Ils ont donc tenté de proposer des théories des variables cachées, qui tentaient d’expliquer l’incertitude quantique comme une propriété de haut niveau qui émerge d’interactions déterministes plus fondamentales. Cependant, une découverte appelée inégalité de Bell a révélé que les théories des variables cachées locales ne pouvaient pas être utilisées pour décrire l’incertitude quantique sans postuler des corrélations plus rapides que la lumière entre toutes les particules de l’univers. Cependant, des théories des variables cachées non locales sont toujours proposées pour expliquer un fondement déterministe derrière l’incertitude quantique.