Jednou ze základních vlastností hmoty je její setrvačnost pohybu. Hmota se snaží zachovat svůj pohybový stav. Brání se pohybu, je-li v klidu, brání se zastavení, pokud je v pohybu. Tuto neochotu měnit pohybový stav nazýváme setrvačnou hmotností.

V 17.století, v době prudkého rozvoje mechaniky, byly vedeny spory o tom, jak měřit pohyb. Lze pohyb vyjádřit nějakým množstvím? Lze toto množství nějak měřit?

U pohybujícího se tělesa lze změřit velikost rychlosti, což je podíl vzdálenosti, které těleso urazí, a podíl času, který k tomu potřebuje. Vektor rychlosti je určen velikostí rychlosti a směrem pohybu tělesa. Je však zřejmé, že rychlost ani zdaleka nevystihuje intuitivní představu o množství pohybu v tělese. Při srážce dvou těles se mění rychlost každého z nich, tedy rychlost se nezachovává. Přesto se mezi tělesy předává množství pohybu. Pokud narazí hmotnější těleso do méně hmotného, hmotnější těleso svoji rychlost sníží a méně hmotné svoji rychlost zvýší.

Přírodovědci 17.století našli hned dvě veličiny, které se v soustavě dvou těles při jejich srážce zachovávají. Je to hybnost (součin hmotnosti a rychlosti tělesa) a kinetická energie (součin poloviny hmotnosti a druhé mocniny rychlosti). Zavedení první veličiny se připisuje René Descartesovi (1596 - 1650) a zavedení druhé Gottfriedu Leibnizovi (1646 - 1716). Oba správně postřehli, že pohybový stav tělesa se mění zásahem zvenčí, tedy působením vnější síly (součin hmotnosti a zrychlení). Poznamenejme, že hybnost je vektor, jehož směr je určen vektorem rychlosti.

Při vzájemném silovém působení dvou těles (například při srážce) se zachovává celková hybnost a celková kinetická energie této soustavy a dochází pouze k přerozdělení velikostí těchto veličin mezi oběma tělesy. Platí tedy zákon zachování celkové hybnosti a zákon zachování celkové kinetické energie v izolované soustavě. Tyto dva zákony patří mezi fundamentální principy klasické fyziky.

Nyní se vraťme k elektromagnetickému poli. Již víme, že toto pole je nositelem hybnosti a energie. Podle výše uvedených zákonů je tedy možné, aby pole působilo na těleso a naopak. Vlny tedy mají vlastnosti jako pevná tělesa, mají hybnost, hmotnost, setrvačnost. Navíc jsou schopny se přeměňovat v částice, z nichž je složeno látkové prostředí.

K výměně hybnosti a energie dochází zejména v nitru hvězd. Vnitřní vrstvy mají teplotu miliónů Kelvinů a vyzařují vysokou intenzitou elektromagnetické vlny. Tlak záření brání smršťování hvězdy vlivem gravitačních sil.

Kromě hybnosti a kinetické energie jsou elektromagnetické vlny nositelem momentu hybnosti. Moment hybnosti charakterizuje množství otáčivého pohybu v tělese. Velikost momentu hybnosti je rovna součinu hybnosti, vzdálenosti od osy otáčení a sinu úhlu mezi vektory obou veličin. Vektor hybnosti má směr určený vektorem rychlosti, vektor vzdálenosti od osy otáčení má směr určený spojnicí bodu na ose otáčení a tělesem. Moment hybnosti je vektor, jehož směr je kolmý k vektoru rychlosti a k vektoru vzdálenosti.

Množství otáčivého pohybu je tedy tím větší, čím je větší vzdálenost od osy otáčení, čím je větší hmotnost tělesa a čím je větší rychlost otáčivého pohybu. Celkový moment hybnosti v izolované soustavě se zachovává.

Elementární částice mají ještě jednu formu momentu hybnosti, která není přímo spojena s rotací částice a přísluší i částici v klidu. Jmenuje se spin a charakterizuje množství otáčivého pohybu, protože má všechny podstatné znaky momentu hybnosti.

Při myšlení se často opíráme o ustálená myšlenková spojení, z nichž jako z pevných dílů sestavujeme větší myšlenkové celky. Většinou nepřemýšlíme o tom, zda jsou pravdivá a také zda jsou v daných souvislostech nejvhodnějším stavebním materiálem. Ve skutečnosti jsou tato myšlenková spojení často jakési myšlenkové modly, které považujeme za něco pevně daného, neměnného, za něco, o čem není třeba pochybovat.

Uvažujme například následující výroky o složení hmoty:

1. Látka je složena z atomů.
2. Atom je složen z těžkého jádra a lehkého elektronového obalu.
3. Atomové jádro je složeno z protonů a neutronů, souhrnně nazývaných nukleony.
4. Nukleony jsou složeny z kvarků.
5. Kvarky jsou složeny z preonů.
6. Síly, které tyto útvary drží pohromadě, jsou zprostředkovány dalšími částicemi. Pojivem uvnitř atomu jsou fotony, pojivem nukleonů uvnitř jádra jsou mezony, pojivem kvarků uvnitř nukleonu jsou gluony.

Máme před sebou řadu tvrzení o stavbě hmoty. Důvěřivý člověk je bere tak, jak jsou. Nedůvěřivý pochybuje, zda je to pravda. Ale málokdo se ptá, co tato tvrzení vlastně znamenají, jaký je jejich skutečný obsah. A přitom tato otázka předchází všem ostatním.

Zamysleme se nejprve nad tím, co znamená být z něčeho složen. Běžný význam slova "složenost" nevyvolává pochyby. Dům je složen z cihel, kostra z kostí, živé organismy z buněk. Přesto již zde můžeme cítit různé odstíny v použití tohoto pojmu. Některé součásti jsou na sebe vázány silně, jiné nepatrně. Dům je složen z cihel, ale hromada cihel také. V některých případech můžeme celek rozložit na části a pak bez následků složit zpět. Jindy vede rozložení k nenávratnému zániku celku a někdy i k zániku součástí.

Pro naše účely vystačíme s tříděním složených systémů podle síly vazby. Fyzikální veličina, která ji charakterizuje, je vazbová energie, což je práce, kterou je nutné vynaložit a oddělení jednotlivých částí od sebe.

Při dělení objektů získáváme jeho části. Není tomu však vždy. Při dělení látky stále častěji nastávají děje, které do naší jednoduché představy nezapadají. Látku je nutné ostřelovat atomárními částicemi a získávat tak shluky atomů, jednotlivé atomy nebo jen jejich části. Čím jsou částice menší, tím prudší musí být ostřelování, tím vyšší musí být energie ostřelujících částic.

Částice, kterými objekt ostřelujeme, se buď od něho odrazí, nebo se v něm zastaví, nebo jím proniknou. V každém případě mu dodají alespoň část své kinetické energie. Dodaná energie může být v objektu využita různým způsobem. Pokud dodáme tělesu energii větší, než je jeho vazbová energie, můžeme objekt rozdělit na části. Může však dojít k přeměně dodané energie znovu na kinetickou energii a objekt změní svoji hybnost. Energie však může vést také k vytvoření nových objektů, které před srážkou neexistovaly.

Vznik nových částic srážkou mezi atomy, jádry nebo částicemi neodporuje žádným fyzikálním zákonům. Při vzniku nových částic se energie spotřebuje, při jejich zániku se energie naopak uvolní. Tato skutečnost nasvědčuje tomu, že každá částice obsahuje klidovou energii, která je ekvivalentní součinu její klidové hmotnosti s druhou mocninou rychlosti světla ve vakuu.

Uvažujme například dva elektrony letící proti sobě vysokou rychlostí. Protože mají souhlasný záporný elektrický náboj, vzájemně se odpuzují tím více, čím jsou k sobě blíže. Oba se prudce přibrzdí a změní svůj směr pohybu. Důsledkem bude vyzáření proměnného magnetického, které indukuje elektrické pole. Vznikne elektromagnetická vlna, která sebou odnese část energie, hybnosti a momentu hybnosti. Pokud energie proti sobě letících elektronů převyšuje klidovou energii jedné nebo více dalších částic (např. protonů a antiprotonů), mohou tyto částice při srážce vzniknout.

Je tedy zřejmé, že nelze zjistit, zda je objekt z daných částic složen nebo zda tyto částice při srážce vznikly.

Tělesa v každodenní praxi studujeme obvykle jiným způsobem, než je rozebírání a rozbíjení. Lze je studovat také prosvěcováním nebo odrazem (v zrcadle). Dobře definovaný paprsek světla necháme projít zkoumaným tělesem a studujeme změny, které v paprsku nastaly. Ne všechna tělesa a prostředí v přírodě jsou průhledná nebo průsvitná. Je úspěchem sjednocujících snah fyziky, že prokázala existenci bohatého spektra neviditelných druhů záření, které mají stejnou elektromagnetickou povahu jako světlo. Je to rádiové záření, tepelné, infračervené, ultrafialové, rentgenové a gama. Mnohá opticky neprůhledná tělesa lze prozářit některým z uvedených druhů.

I v tomto případě však řada těles a prostředí zůstává stranou. Všechny elektrické vodiče, zejména kovy, jsou pro elek- tromagnetické vlny neprůchodnou překážkou. V tomto případě lze místo elektromagnetických vln použít svazky částic, především elektrony, protony nebo neutrony.

Základní schéma těchto pokusů je obdobné. Ze zdroje vychází svazek elektromagnetických vln nebo částic, které dopadají na zkoumané těleso. Část vln nebo částic tělesem prochází, část se jich odchyluje různými směry, část se vrací zpět. Těleso je obklopeno, pokud možno ze všech stran, detektory, nejčastěji registračními jednotkami reagujícími na to, zda částice daným bodem prošla.

Takového schématu použil Ernst Rutherford (1871 - 1937) při zkoumání stavby atomu. Na atom nechal dopadat částice alfa, o nichž bylo tehdy známo, že jsou elektricky nabité a že samovolně vyletují z některých radioaktivních prvků. Svoje pokusy v roce 1910 Rutherford popsal následovně:

"... Před časem jsem zkoumal rozptyl částic alfa a dr. Geiger z mé laboratoře jej zkoumal podrobně. Zjistil, že v tenkých kouscích těžkého kovu je rozptyl neobyčejně malý, řádově jeden stupeň. Jednoho dne ke mně přišel a řekl: "Nemyslíte, že mladý Marsden, kterého cvičím v radioaktivních metodách, by měl začít s malým výzkumem?" Byl jsem téhož názoru, a proto jsem řekl: "Proč by se nemohl podívat, zda se některé částice alfa nemohou rozptylovat pod velkým úhlem?" Mohu vám důvěrně říci, že jsem nevěřil, že tam nějaké budou. Věděli jsme, že částice alfa je velmi rychlá masivní částice s velkou dávkou energie, a bylo možno předpokládat, že je-li rozptyl způsoben složením mnoha malých rozptylů, je naděje na odchýlení částic alfa dozadu velmi malá. Pak si vzpomínám, jak za dva nebo za tři dny Geiger za mnou přišel velmi vzrušený a říkal: "Podařilo se nám najít několik částic alfa letících dozadu..." Byla to nejneuvěřitelnější událost, jaká se mi kdy v životě přihodila. Bylo to téměř tak neuvěřitelné, jako kdybyste vystřelili z 15-palcového děla granát do kusu hedvábného papíru a granát se odrazil a zasáhl vás. Když jsem o tom uvažoval, usoudil jsem, že tento rozptyl vzad musí být výsledkem jediné srážky, a po provedení výpočtů jsem viděl, že je nemožné dostat něco této řádové velikosti, ledaže bychom předpokládali systém, v němž převážná část hmoty je soustředěna v jádře nepatrných rozměrů. Tak jsem přišel na myšlenku, že atom má nepatrné, ale masivní centrum, které nese elektrický náboj."

Rutherford odvodil matematicky, jakými zákony by se měl rozptyl na takovém tvrdém jádru řídit a Geiger s Marsdenem ověřili odvozené předpovědi a zjistili skvělý souhlas. Jejich experimenty a mnoho dalších, které pak následovaly, prokázaly, že atom se skládá z kladně nabitého, ale masivního jádra, které je obklopeno záporně nabitými elektrony. Elektronový obal činí méně než promile celkové hmotnosti atomu.

Elektron byl fyzikům znám již dříve. Objevil jej roku 1867 anglický fyzik Joseph J. Thomson (1856 - 1940). V letech 1909 až 1913 dokázal pak americký fyzik Robert A. Millikan (1868 - 1953) v řadě velmi přesných měření nedělitelnost jeho elektrického náboje.

K pochopení stavby atomu však bylo ještě daleko. Rutherfordovy a Millikanovy objevy způsobily, že následujících dvacet let patřilo k nejdramatičtějším, jaká kdy fyzika zažila. Všechny dosavadní znalosti fyziků svědčily pro to, že shluk elektronů kolem jádra by se nikdy neměl trvale udržet pohromadě, natož aby ještě vzdoroval vnějším tlakům a nárazům. Jestliže je elektron v atomu jeden (případ atomu vodíku), měl by být k jádru přitahován tak dlouho, dokud by s ním nesplynul. Navíc při takovém pohybu by měl elektron vyzařovat elektromagnetické pole a tím ztrácet svoji celkovou kinetickou energii. Pokud uvažujeme atom s více elektrony, měly by se tyto elektrony vzájemně odpuzovat, až by došlo k jejich vypuzení z atomu. Čím je tedy zajištěna překvapující stabilita atomu?

Šlo o zjištění a pochopení stavby atomu, stavebního kamene všech látek. Ale šlo o mnohem víc. Zdálo se, že se hroutí principy fyziky. Ve skutečnosti se v lidech hroutily vžité, hluboko zakořeněné návyky a představy o světě. Vznikla kvantová teorie atomu.

Největší podíl na vytvoření kvantové teorie atomu mají Niels Bohr, Louis de Broglie, Werner Heisenberg, Erwin Schrodinger a Wolfganf Pauli. Nelze pominout ani významný přínos Alberta Einsteina, Maxe Borna, Paula Diraca, Paula Jordana a dalších. První krok učinil Ernest Rutherford svým planetárním modelem atomu, ve kterém si představuje jádro a elektrony jako pevné elektricky nabité kuličky, přičemž elektrony se na jádro nezřítí díky obíhání kolem jádra po kruhových dráhách. Rychlé obíhání působí odstředivou silou a ta vyrovnává přitažlivost. Rozdíl v porovnání se sluneční soustavou byl v tom, že planety mohou kolem Slunce obíhat v libovolných eliptických nebo kruhových dráhách, zatímco elektronům jsou v atomu vyhrazeny zcela určité dráhy. Tento problém zaujal mladého Nielse Bohra (1885 - 1962), který v letech 1912 až 1913 s Rutherfordem spolupracoval. Především se snažil formulovat zásady modelu v termínech kvantové mechaniky. Každou kruhovou dráhu lze charakterizovat jejím poloměrem. Bohr však dal přednost jiné veličině, díky níž mnohé rysy planetárního modelu přešly do pozdější kvantové teorie atomu. Charakterizoval dovolené dráhy elektronů energií a momentem hybnosti. Bohrovy postuláty požadují, že energie a moment hybnosti elektronu v atomu mohou nabývat jen zcela určitých (kvantovaných) hodnot.

Spolupráce obou vědců byla velmi plodná, ikdyž se neobešla bez dramatických koncepčních neshod, zejména v oblasti interpretace. Schematicky lze lorda Rutherforda označit za dovršitele klasického období atomové fyziky a Bohra za průkopníka její kvantové éry.

Ani Bohrův model však nebyl trvalým řešením. Ikdyž některé zásadní problémy objasnil, sám vyvolal mnoho dalších otázek. Proč jsou povoleny jen některé dráhy, tedy jen některé hodnoty energie a momentu hybnosti? Pokud elektron kolem jádra skutečně obíhá, proč podle Maxwellovy teorie jako pohybující se elektrický náboj nevyzařuje elektromagnetické pole? Vždyť při jeho pohybu vzniká proměnné elektrické pole a to vytváří pole magnetické, které se rovněž s časem mění. To znamená, že při oběhu elektronu kolem jádra by se nakonec všechna jeho energie vyzářila v podobě elektromagnetických vln a elektron by nakonec musel dopadnout na jádro.

Výše uvedený problém byl zásadní chybou Bohrova modelu. Maxwellovy rovnice pro elektron nebylo možno popřít. Zákon zachování energie všeobecně platí. Bylo nutné opustit představu elektronu jako kuličky nebo jako bodového náboje.

Komplikované fyzikální úvahy o povaze elektronu dovedl ke zdárnému konci Louis de Broglie (1892 - ?) v sérii prací začínající rokem 1922, tedy devět let po zrodu Bohrova modelu. Proč elektron může v atomu nabývat pouze určitých hodnot energie a určitých hodnot momentu hybnosti? De Broglie si všiml, že spíše než planetu obíhající Slunce si lze elektron představit jako stojaté vlnění, které je prostorově omezeno na bezprostřední okolí kladně nabitého jádra. Jestliže je vlnění vázáno na určitý omezený prostor, nemůže kmitat s libovolnou frekvencí (tj. nemůže mít libovolnou vlnovou délku). Houslistům je dobře známo, že při pevně dané délce struny lze vytvořit jen určitou sérii flažoletových tónů. Jde o jednorozměrné vlnění podél struny a omezujícím prostorem je délka struny. V atomu je elektron poután k jádru elektrickou silou a elektronová vlna, která podle de Broglieho elektronu přísluší, je tím omezena na bezprostřední okolí jádra. Vzniká stojaté vlnění, přitom tvar a velikost atomu, v němž je elektron vázán, určuje přípustné kmitové stavy (tedy příslušné frekvence). Tyto přípustné frekvence vypočetl Erwin Schr”dinger v roce 1926. Je-li elektronová vlna v určitém kmitovém stavu, elektron nevyzařuje elektromagnetické vlnění. Pouze při přechodu z nějakého vyššího kmitového stavu do nižšího elektron vyšle elektromagnetické záření.

Představou o vlnové povaze elektronu v atomu se podařilo vysvětlit chování atomů do všech kvantitativních podrobností a velmi přesně předpovědět charakteristické frekvence vyzařované atomy. Vyjasnily se i další vlastnosti atomů, jako je jejich značná stabilita vůči nárazům a zásahům zvenčí a schopnost si zachovávat svoji chemickou identitu. Záhadou zůstáválo, jak se má rozumět tomu, že elektron má vlnovou povahu.

V této otázce vyslovil Erwin Schrodinger již v roce 1926 myšlenku, že elektron je sám jakousi "hmotnou vlnou" v tom smyslu, že spojitě vyplňuje celý prostor, který zaujímá vlna vypočtená řešením Schrodingerovy rovnice. Podle této teorie elektron nemá definovaný tvar, ale přijímá takový tvar, jaký vymezuje působící silové pole (v tomto konkrétním případě je jím elektrické pole kladně nabitého jádra). Proti této "hmotné" interpretaci se postavil Max Born (1882 - 1970) svojí interpretací "pravděpodobnostní". Podle ní stojatá elektronová vlna určuje pouze pravděpodobnost výskytu elektronu v daném místě. Nemá smysl se ptát, kde se elektron nachází v daném okamžiku, ale lze určit pouze pravděpodobnost jeho výskytu v určitém objemovém elementu. Bornova interpretace připouští i bodový charakter elektronu, ale na otázky po jeho tvaru, poloze a dalších vlastnostech mezi dvěma měřeními nemůže dát jednoznačnou odpověď. Vlna v Bornově pojetí poskytuje pouze pravděpodobnost výsledku měření, ne však stav objektu nezávisle na měření. K pochopení tohoto jemného, ale podstatného rozdílu je třeba si uvědomit, že každé měření znamená určitý zásah do zkoumaného objektu.

Bornova interpretace došla brzy všeobecného uznání a pozdější experimenty potvrdily její přednosti před Schr”dingerovou. Uspokojivě vysvětlila chování elektronu nejen v atomu, ale i ve svazku, při průchodu dvěma blízkými štěrbinami (viz pozn. 1).

Problémy interpretace kvantových dějů nejsou dodnes uzavřené a stále se objevují práce, které se s Bornovou interpretací neztotožňují. Je například známo, že Albert Einstein ji nikdy nepřijal (jeho slavné tvrzení "Bůh nehraje v kostky."). Jeho diskuse s Nielsem Bohrem a dalšími tvůrci kvantové teorie o tomto problému patří k nejpozoruhodnějším dokumentům nejen pro svůj obsah, ale i jako ukázka věcného vedení argumentů.

Zkoumání elektronových stavů v atomu potvrdilo intuitivní názor, že při popisu elektronových stavů nevystačíme s představou bodového náboje nebo kuličky, pokud nezavedeme současně pojem elektronové vlny. De Broglie postuloval, že vlnová délka příslušející letícímu elektronu je určena jeho hybností. Vlnová délka je rovna podílu Planckovy konstanty a hybnosti. Planckova konstanta je rovna 6,626.10^-34 J.s. Tato de Broglieho hypotéza, že každé částici přísluší vlna, která má frekvenci tím vyšší, čím vyšší je její hmotnost a rychlost, je v podstatě výrokem o duální povaze všech částic - povaze částicové (korpuskulární) a povaze vlnové. Hypotéza byla potvrzena celou řadou experimentů. Řada dříve nevysvětlitelných jevů začala zapadat do jednotného řádu.

Stále však nebylo možné považovat problém atomu za vyřešený, protože chyběla teorie atomu, atomová mechanika. Chyběly pohybové rovnice, jimiž se chování atomu řídí a jejichž řešením lze toto chování předpovědět. První soustavnou teorii atomu podal roku 1925 Werner Heisenberg (1901 - 1976) vytvořením své maticové mechaniky, z níž přirozeně vyplývají jak základní vlastnosti Bohrova modelu, tak i fakta o stabilitě atomu a o přeskocích elektronů mezi jednotlivými stavy. O rok později Erwin Schrodinger (1887 - 1961) přetvořil v teorii de Broglieho ideje o příslušnosti vlny každé částici. Objevil pohybovou rovnici, nazvanou později jeho jménem, jíž se řídí chování elektronových vln v elektronu. (Později se ukázalo, že tato rovnice je pouze přibližná, protože nepřihlížela ke spinu elektronu.) Za situace, kdy elektron je vázán přitažlivou silou jádra v atomu, Schrodinger odvodil, jaké bude chování příslušné elektronové vlny. Podařilo se mu spočítat tvar a frekvence vlnových obrazců, které se tvoří na elektronových vlnách prostorově vázaných na atomové jádro.

Tím vznikly dvě napohled naprosto rozdílné kvantové teorie atomu - Heisenbergova a Schrodingerova. Obě správně popisovaly skutečnost, ale zdály se bez jakýchkoliv společných rysů, nepřeveditelné jedna na druhou. Základem Heisenbergova přístupu byla snaha vytvořit teorii, v níž by vystupovaly pouze pozorovatelné veličiny. Proto používal k popisu výhradně frekvencí atomem vysílaného záření, tedy měřených veličin, a vyloučil popis pomocí polohy nebo hybnosti elektronů, protože nic nehovořilo pro to, že by se daly měřit. Naměřené hodnoty vyzařovaných frekvencí sestavil do matic a ty prohlásil za matematické objekty odpovídající pozorovaným veličinám. Tím byl přiveden k myšlence zacházet s maticemi jako s celkem a nikoliv s každým elementem matice zvlášť. Paul A.M. Dirac (1902 - 1984), nadšený Heisenbergovým výsledkem, postřehl formální podobnost mezi matematickým popisem klasické Newtonovy a Heisenbergovy mechaniky a vytvořil mezi těmito teoriemi dokonalou paralelu, která se stala a dodnes je důležitým vodítkem při budování kvantové teorie.

Naproti Schrodingerova teorie atomu z roku 1926 vznikla matematickým zpracováním de Broglieho představy, že každé částici přísluší vlna určité charakteristické frekvence. Schrodingerova rovnice, popisující chování této vlny, vznikla za zajímavých okolností, které uvádí Piotr L. Kapica (Kapica, P.L: Experiment, teorie, praxe, Mladá fronta, Praha 1982). Peter Debye (1884 - 1966), u něhož Schrodinger pracoval, si přečetl de Broglieovu práci a navrhl Schrodingerovi, aby o ní referoval na semináři. Ten však nechtěl, protože se mu práce zdála nesmyslná, ale Debye, jeho nadřízený, trval na svém. Schrodinger referát nakonec přednesl, ale ve snaze učinit výklad srozumitelnější prezentoval de Broglieovu myšlenku v matematické podobě. Sestavil rovnici, která ho pak proslavila a která se stala základem našeho chápání chování částice v silovém poli.

Existence dvou nesouvisejících kvantových mechanik vyvolávala rozpaky. Paul Dirac vzpomíná, že tato situace v něm vzbuzovala rozmrzelost a zklamání. Jedna teorie by stačila, ale dvě teorie signalizují vnitřní slabost a vady. Brzy však Erwin Schrodinger dokázal, že obě teorie jsou ekvivalentní. Přechod od jedné k druhé byl pouze matematickou transformací. Proto bylo možné tutéž teorii, zvanou dnes kvantová mechanika, vyjádřit ve dvou velmi rozdílných matematických podobách.

Celý vývoj završil v roce 1927 Paul Dirac tím, že sjednotil kvantovou mechaniku s Einsteinovou speciální teorií relativity. Tím se otevřela cesta k objevům antičástic. Jeho relativistické rovnice popsaly nejen elektron, ale předpověděly pozitron jako jeho antičástici, která byla brzy nato objevena experimentálně.

Planetární model atomu, ve kterém elektrony v podobě kuliček obíhají kolem jádra, vedl k neustálým rozporům se známými a ověřenými fyzikálními zákony. Kvantová teorie atomu, podle níž je elektron popsán prostorově omezenou vlnou, vysvětlila skutečnosti do kvantitativních podrobností. Předpověděla správně energetické spektrum záření atomu. Na druhé straně však požadovala, aby se fyzikové vzdali pohodlných návyků zkratového myšlení a vyvarovali se automatického přenášení představ do neznámých oblastí poznávání přírody.

- pokračování -

(c) 1997 Intellectronics

časopis o přírodě, vědě a civilizaci