Η “κβαντική μηχανική” είναι η περιγραφή της συμπεριφοράς της ύλης και του φωτός σε όλες τις λεπτομέρειές του και, ειδικότερα, των γεγονότων σε ατομική κλίμακα. Τα πράγματα σε πολύ μικρή κλίμακα δεν συμπεριφέρονται σαν αυτά που ξέρετε από την οποιαδήποτε άμεση εμπειρία σας. Δεν συμπεριφέρονται σαν κύματα, δεν συμπεριφέρονται σαν σωματίδια, δεν συμπεριφέρονται σαν σύννεφα, ή μπάλες μπιλιάρδου, ή βάρη σε ελατήρια, ή σαν οτιδήποτε έχετε δει ποτέ.
Ο Νεύτωνας πίστευε ότι το φως αποτελείτο από σωματίδια, αλλά στη συνέχεια ανακαλύφθηκε ότι συμπεριφέρεται σαν κύμα. Αργότερα, όμως (στις αρχές του εικοστού αιώνα), βρέθηκε ότι το φως πράγματι μερικές φορές συμπεριφέρεται σαν σωματίδιο. Ιστορικά το ηλεκτρόνιο, για παράδειγμα, θεωρήθηκε ότι συμπεριφέρεται σαν σωματίδιο, και στη συνέχεια διαπιστώθηκε ότι από πολλές απόψεις συμπεριφερόταν σαν κύμα. Έτσι συμπεριφέρεται πραγματικά σαν τίποτα από τα δύο. Τώρα έχουμε παραιτηθεί. Εμείς λέμε: «Είναι σαν τίποτα από τα δύο».
Υπάρχει ένα τυχερό διάλειμμα, ωστόσο – τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται ακριβώς όπως το φως. Η κβαντική συμπεριφορά των ατομικών αντικειμένων (ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια, φωτόνια και ούτω καθεξής) είναι η ίδια για όλα, είναι όλα «σωματιδιακά κύματα», ή όπως αλλιώς θέλετε να τα ονομάσετε. Έτσι ό,τι μαθαίνουμε για τις ιδιότητες των ηλεκτρονίων (τα οποία θα χρησιμοποιήσουμε για τα παραδείγματά μας) θα ισχύει επίσης για όλα τα «σωματίδια», συμπεριλαμβανομένων των φωτονίων του φωτός.
Η σταδιακή συσσώρευση πληροφοριών σχετικά με την ατομική και της μικρής κλίμακας συμπεριφορά κατά το πρώτο τέταρτο του 20ού αιώνα, η οποία έδωσε κάποιες ενδείξεις για το πώς συμπεριφέρονται τα μικρά πράγματα, παρήγαγε μια αυξανόμενη σύγχυση που λύθηκε τελικά το 1926 και το 1927 από τον Σρέντιγκερ, τον Χάιζενμπεργκ, και τον Μπορ. Τελικά βρήκαν μια συνεπή περιγραφή της συμπεριφοράς της ύλης σε μικρή κλίμακα. Ασχολούμαστε με τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής της περιγραφής στο παρόν κεφάλαιο.
Επειδή η ατομική συμπεριφορά είναι τόσο διαφορετική από τη συνηθισμένη εμπειρία, είναι πολύ δύσκολο σε κάποιον να το συνηθίσει, και φαίνεται περίεργο και μυστηριώδες στον καθένα – τόσο στον αρχάριο όσο και στον έμπειρο φυσικό. Ακόμα οι ειδικοί δεν το καταλαβαίνουν με τον τρόπο που θα ήθελαν, και είναι απολύτως λογικό ότι δεν μπορούν, επειδή όλα τα άμεσα, η ανθρώπινη εμπειρία και η ανθρώπινη διαίσθηση εφαρμόζεται σε μεγάλα αντικείμενα. Γνωρίζουμε πώς θα δράσουν τα μεγάλα αντικείμενα, αλλά τα πράγματα σε μικρή κλίμακα απλώς δεν ενεργούν με αυτόν τον τρόπο. Πρέπει λοιπόν να μάθουμε για αυτά σε ένα είδος αφηρημένου ή ευφάνταστου τρόπου και όχι σε σχέση με την άμεση εμπειρία μας.
Στο κεφάλαιο αυτό θα ασχοληθούμε άμεσα με το βασικό στοιχείο της μυστηριώδους συμπεριφοράς στην πιο περίεργη μορφή της. Επιλέγουμε να εξετάσουμε ένα φαινόμενο που είναι αδύνατο, απολύτως αδύνατο, να το εξηγήσουμε με οποιονδήποτε κλασικό τρόπο, και το οποίο έχει μέσα του την καρδιά της κβαντικής μηχανικής. Στην πραγματικότητα, περιέχει το μόνο μυστήριο. Δεν μπορούμε να κάνουμε το μυστήριο να φύγει «εξηγώντας» πώς λειτουργεί. Θα σας πούμε μόνο πώς λειτουργεί. Λέγοντάς σας πώς λειτουργεί θα σας έχουμε πει για τις βασικές ιδιαιτερότητες όλης της κβαντικής μηχανικής.
The Feynman Lectures on Physics, Volume III
Quantum Mechanics
1–1 Atomic mechanics
https://www.feynmanlectures.caltech.edu/III_01.html#Ch1-S1
