Развитие квантовых представлений о мире

Теория, непротиворечиво описывающая на языке науки парадоксальные атомные явления, была разработана практически одновременно с двух направлений.

Одно из них принадлежит Вернеру Гейзенбергу. В 1925 г. он предложил отбросить использование определенных координат и импульсов на том основании, что они, по сравнению с энергией атомов, являются ненаблюдаемыми величинами на микроскопическом уровне. Гейзенберг установил новую механику, предназначенную для этих целей. В его модели все атомные объекты были описываемы через математические матрицы.

Другое направление принадлежит Луи де Бройлю. Согласно его модели, демонстрировать свои корпускулярные и волновые свойства может не только свет, но и частицы. Например, Бройль связывал с электроном «волны материи». Он назначал каждому перемещению электрона определённую длину волны: путь орбиты должен содержать целое количество длин волн. Эрвин Шрёдингер (1887-1961) в 1926 г. завершил волновую теорию Луи де Бройля. Он ввел понятие волновой функции, которая связана с любой системой материальных частиц и написал уравнение, которому эта волновая функция должна удовлетворять. С её помощью Шредингер нашел правильные энергетические уровни атома водорода. Однако при всей революционности открытий, совершенных с помощью волновой функции её физический смысл был совершенно неясен.

В противоположность матричной механике, волновая механика Шредингера была выражена знакомым математическим языком. Таким образом, атомные явления стали выразимы на языке алгебры. Эти средства выражения были настолько далеки от обыденного восприятия мира, что приходилось устанавливать правила соответствия между математической картиной реальности и наблюдаемыми величинами. Поэтому основной проблемой в квантовой теории стал не сложный математический аппарат вычислений, а понимание той картины реальности, которая открывалась благодаря этому аппарату.