A história completa e estranha do mundo quântico é grande demais para um único artigo, mas o período de 1905, quando Einstein publicou pela primeira vez sua solução para o quebra-cabeça fotoelétrico, até a década de 1960, quando um estudo completo, bem testado, rigoroso e a teoria quântica insanamente complicada do mundo subatômico finalmente surgiu, é uma história e tanto.



Esta teoria quântica viria a proporcionar, à sua maneira, a sua própria revisão completa e total da nossa compreensão da luz. Na imagem quântica do mundo subatômico, o que chamamos de força eletromagnética é na verdade o produto de inúmeras interações microscópicas, o trabalho de fótons indivisíveis, que interagem de maneiras misteriosas. Tipo, literalmente misterioso. A estrutura quântica não fornece nenhuma imagem de como as interações subatômicas realmente ocorrem. Em vez disso, apenas nos dá um conjunto de ferramentas matemáticas para calcular previsões. E assim, embora só possamos responder à questão de como os fótons realmente funcionam com um encolher de ombros, estamos pelo menos equipados com algum poder preditivo, que ajuda a amenizar a dor da incompreensibilidade quântica.

Fazer o trabalho da física – isto é, usar modelos matemáticos para fazer previsões e validá-las com base em experimentos – é bastante difícil na mecânica quântica. E isso se deve ao simples fato de que as regras quânticas não são regras normais e de que no reino subatômico todas as apostas estão canceladas.

As interações e processos no nível subatômico não são regidos pela previsibilidade e confiabilidade dos processos macroscópicos. No mundo macroscópico, tudo faz sentido (em grande parte porque evoluímos para dar sentido ao mundo em que vivemos). Posso jogar uma bola para uma criança o suficiente para que seu cérebro possa rapidamente captar o padrão confiável:a bola sai da minha mão, a bola segue um caminho em arco, a bola se move para frente e eventualmente cai no chão. Claro, existem variações baseadas na velocidade, ângulo e vento, mas a essência básica de uma bola lançada é a mesma, todas as vezes.

Não é assim no mundo quântico, onde a previsão perfeita é impossível e faltam declarações confiáveis. Em escalas subatômicas, as probabilidades governam o dia – é impossível dizer exatamente o que qualquer partícula fará em um determinado momento. E esta ausência de previsibilidade e fiabilidade inicialmente perturbou e depois enojou Einstein, que acabaria por deixar o mundo quântico para trás com nada mais do que um arrependido abanar de cabeça perante o trabalho equivocado dos seus colegas. E assim ele continuou seus trabalhos, tentando encontrar uma abordagem unificada para unir as duas forças conhecidas da natureza, o eletromagnetismo e a gravidade, com uma estrutura enfaticamente não quântica.

Quando duas novas forças foram propostas pela primeira vez na década de 1930 para explicar o funcionamento profundo dos núcleos atómicos – as forças nucleares forte e fraca, respetivamente – isto não deteve Einstein. Uma vez unidos com sucesso o eletromagnetismo e a gravidade, não seria necessário muito esforço adicional para trabalhar em novas forças da natureza. Enquanto isso, seus contemporâneos com tendência quântica adotaram as novas forças com entusiasmo, eventualmente integrando-as à visão de mundo e à estrutura quântica.

No final da vida de Einstein, a mecânica quântica conseguia descrever três forças da natureza, enquanto a gravidade permanecia sozinha, e a sua teoria geral da relatividade era um monumento ao seu intelecto e criatividade.

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