( - ) ، از بنیانگذاران، در مورد چیزی که بنیان گذارده است، جمله‌ای دارد به این مضمون که اگر کسی بگوید فیزیک کوانتوم را فهمیده، پس چیزی نفهمیده است? از یک رشته‌ی دراز ماکارونی پخته شروع می‌کنیم. اگر این رشته‌ی ماکارونی را نصف کنیم، بعد نصف آن را هم نصف کنیم، بعد نصف نصف آن را هم نصف کنیم و. شاید آخر سر به چیزی برسیم، البته اگر چیزی بماند! که به آن مولکولل ماکارونی می‌توان گفت یعنی کوچکترین جزیی که هنوز ماکارونی است. حال اگر تقسیم کردن را باز هم ادامه بدهیم، حاصل کار خواص ماکارونی را نخواهد داشت، بلکه ممکن است در اثر ادامه‌تقسیم، به مولکولهای یا یا. بر بخوریم. این وسط، چیزی که به درد ما می‌خورد (یعنی به درد نفهمیدن کوانتوم! این است که دست آخر، به اجزای گسسته‌ای به نام یا می‌رسیم. این پرسش از ساختار ماده که، پرسشی قدیمی و البته بنیادی است. ما به آن، به کمک، چنین پاسخ گفته‌ایم: ساختار ماده، ذره ای و گسسته است این یعنی نظریه مولکولی. ایده‌ی تقیسم کردن را در مورد چیزهای عجیبتری بکار ببریم، یا فکر کنیم که می‌توان بکار برد یا نه. مثلا در مورد صدا. البته منظورم این نیست که داخل یک قوطی جیغ بکشیم و در آن را ببندیم و سعی کنیم جیغ خود را نصف نصف بیرون بدهیم. صوت یک است که می‌تواند در جامدات، مایعات و گازها منتشر شود. چشمه‌های صوت معمولا سیستمهای مرتعش هستند. ساده ترین این سیستمها، تار مرتعش است که در حنجره‌انسان هم از آن استفاده شده است. براحتی و بر اساس مکانیک کلاسیک می‌توان نشان داد که بسیاری از کمیتهای مربوط به یک تار کشیده‌مرتعش، از جمله، انرژی، توان و. گسسته (کوانتیده) هستند. گسسته بودن در پدیده‌ای آشنا و طبیعی است. هم مثال دیگری از کم یتهای گسسته (کوانتیده) در فیزیک کلاسیک هستند. مفهوم موج در مکانیک کوانتومی و فیزیک مدرن جایگاه بسیار ویژه و مهمی دارد و یکی از مفاهیم کلیدی در مکانیک کوانتوم است. پس گسسته بودن یک مفهوم کوانتومی نیست. این تصور که فیزیک کوانتومی مساوی است با گسسته شدن کم یتهای فیزیکی، همه‌مفهوم کوانتوم را در بر ندارد کم یتهای گسسته در فیزیک کلاسیک هم وجود دارند. بنابراین، هنوز با ایده‌تقسیم کردن و سعی برای تقسیم کردن چیزها می‌توانیم لذت ببریم. مولکول نور فرض کنید بجای رشته‌ی ماکارونی، بخواهیم یک باریکه‌نور را بطور مداوم تقسیم کنیم. آیا فکر می‌کنید که دست آخر به چیزی مثل " " (یا آنچه امروز فوتون می‌نامیم) برسیم؟ چشمه‌های نور معمولا از جنس ماده هستند. یعنی تقریبا همه‌نورهایی که دور و بر ما هستند از ماده تابش می‌کنند. ماده هم که ساختار ذره‌ای اتمی دارد. بنابراین، باید ببینیم اتمها چگونه تابش می‌کنند یا می‌توانند تابش کنند؟ در سال ، ( - ) نشان داد که اتمها، مثل میوه‌ها، دارای هسته‌مرکزی هستند. هسته بار مثبت دارد و الکترونها به دور هسته می‌چرخند. اما الکترونهای در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبنای اصول، "ذره‌بادار شتابدار باید تابش کند" و در نتیجه انرژی از دست بدهد و در یک مدار مارپیچی به سمت هسته سقوط کند. این سرنوشتی بود که مکانیک کلاسیک برای تمام الکترونها پیش‌بینی می‌کند. طیف تابشی اتمها، بر خلاف فرضیات فیزیک کلاسیک گسسته است. به عبارت دیگر، نوارهایی روشن و تاریک در طیف تابشی دیده می‌شوند. اگر الکترونها به این توصیه عمل می‌کردند، همه‌مواد (از جمله ما انسانها) باید از خود اشعه تابش می‌کردند (و همانطور که می‌دانید اشعه برای سلامتی بسیار خطرناک است) ، ولی می‌بینیم از تابشی که باید با حرکت مارپیچی الکترون به دور هسته حاصل شود اثری نیست و طیف نوری تابش‌شده از اتمها بجای اینکه در اثر حرکت مارپیچی و سقوط الکترون پیوسته باشد، یک طیف خطی گسسته است مثل برچسبهای رمزینه‌ای ( barcode ) که روی اجناس فروشگاهها می‌زنند. یعنی یک اتم خاص، نه تنها در اثر تابش فرو نمی‌ریزد، بلکه نوری هم که از خود تابش می‌کند، رنگهای یا فرکانسهای گسسته و معینی دارد. گسسته بودن طیف تابشی اتمها از جمله علامت سوالهای ناجور در مقابل فیزیک کلاسیک و فیزیکدانان دهه‌ی بود. ماکسول ( - ) نور را به صورت یک موج الکترومغناطیس در نظر گرفته بود. از اینرو، همه فکر می‌کردند نور یک پدیده‌موجی است و ایده‌"مولکول نور"، در اواخر قرن نوزدهم، یک لطیفه‌اینترنتی یا SMS کاملا بامزه و خلاقانه محسوب می‌شد. به هر حال، دست سرنوشت یک علامت سوال ناجور هم برای ماهیت موجی نور در آستین داشت که به " " مشهور شد. یک محفظه‌ی بسته و تخلیه‌شده را که روزنه‌کوچکی در دیواره‌آن وجود دارد، در کوره‌ای با دمای یکنواخت قرار دهید و آنقدر صبر کنید تا آنکه تمام اجزاء به دمای یکسان (تعادل گرمایی) برسند. در دمای به اندازه‌کافی بالا، نور مریی از روزنه‌محفظه خارج می‌شود (مثل سرخ و سفید شدن آهن گداخته در آتش آهنگری)جسم سیاه نمودار انرژی تابشی در واحد حجم محفظه، برحسب رابطه رایلی - جینز در فیزیک کلاسیک و رابطه پیشنهادی پلانک در تعادل گرمایی، این محفظه دارای انرژی تابشی‌است که آن را در تعادل تابشی گرمایی با دیواره‌ها نگه می‌دارد. به چنین محفظه‌ای " " می‌گوییم. یعنی اگر روزنه به اندازه‌ی کافی کوچک باشد و پرتو نوری وارد محفظه شود، گیر می‌افتد و نمی‌تواند بیرون بیاید. فرض کنید میزان انرژی تابشی در واحد حجم محفظه (یا چگالی انرژی تابشی) در هر لحظه U باشد. چه کسری از این انرژی تابشی که به شکل امواج نوری است، طول موجی بین (طول موج نور زرد) تا نانومتر (طول موج نور سبز) دارند؟ جواب فیزیک کلاسیک به این سوال برای بعضی از طول موجها بسیار بزرگ است! یعنی در یک محفظه‌ی روزنه دار که حتما انرژی محدودی وجود دارد، مقدار انرژی در برخی طول موجها به سمت بی نهایت می‌رود. این حالت برای طول موجهای فرابنفش شدیدتر هم می‌شود. در سال ماکس پلانک ( Max Planck : - ) اولین گام را بسوی مولکول نور برداشت و با استفاده از ایده‌تقسیم نور، جواب جانانه‌ای به این سوال داد. او فرض کرد که انرژی تابشی در هر بسامد v به صورت مضرب صحیحی از hv است، که در آن h یک ثابت طبیعی (معروف به " ") است. یعنی فرض کرد که انرژی تابشی در بسامد v از "بسته‌های کوچکی با انرژی hv " تشکیل شده است. یعنی اینکه انرژی نورانی، "گسسته" و "بسته بسته" است. البته گسسته بودن انرژی به‌تنهایی در فیزیک کلاسیک حرف ناجوری نبود، بلکه آنچه گیج‌کننده بود و آشفتگی را بیشتر می‌کرد، ماهیت "موجی ذره‌ای" نور بود. این تصور که چیزی (مثلا همین نور) هم بتواند رفتاری مثل رفتار "موج" داشته باشد و هم رفتاری مثل "ذره"، به طرز تفکر جدیدی در علم محتاج بود. اگر از مطالب لذت بردید به من انرژی بدهید تا مطالب دیگری هم برایتان به اشتراک بزارم