Πέρασε καιρός. Ένα επίσης ικανότατο λαγωνικό ο κ. Young, στήνοντας ενέδρα στον δράστη με πολύ λεπτές σχισμές, είδε ότι διέπραξε το έγκλημα της περίθλασης.

Some time passed. Then a capable officer, Mr. Young, made an ambush for the perpetrator with very thin slots and found that he committed the crime of diffraction.

Ξαναγίνεται σύσκεψη. Τώρα το συμβούλιο αλλάζει άποψη και κλίνει υπέρ της κυματικής θεωρίας, μια και τα σωματίδια δεν προκαλούν περίθλαση.

Γίνεται αναθεώρηση της δίκης, απαλλάσσεται το σωματίδιο και ένοχος κηρύσσεται το κύμα.

Στη δίκη κατέθεσε και ο κ. Maxwell, που υποστηρίζει ότι το φως είναι κύμα, όχι όμως μηχανικό (σαν τον ήχο), αλλά ηλεκτρομαγνητικό (διάδοση ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου). Στήριξε την άποψή του στο ότι, σύμφωνα με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται με ταχύτητα 300 000 km/s. Να είναι σύμπτωση ότι και το φως διαδίδεται με αυτήν την ταχύτητα; Πολύ απίθανο. Πρέπει να είναι το φως ηλεκτρομαγνητικό κύμα.

The meeting is called again. The council now changes its view and prefers the wave theory, as the particles cannot do diffraction.

The trial is reviewed, the particle was deemed innocent and the wave guilty.

In the trial Mr. Maxwell, as witness, supports that the light is a wave, not mechanical, but electromagnetic (that means propagation of electrical and magnetic field). He supports his view, according to his electromagnetic theory, the electromagnetic wave’s velocity is 300 000 km/s. Is it a coincidence that the velocity of the light is the same? Impossible. The light must be an electromagnetic wave.

Ενώ λοιπόν φαίνεται ότι διαλευκάνθηκε επί τέλους η υπόθεση, ξαφνικά πέφτει κεραυνός εν αιθρία!

Nevertheless, while the case had cleared up, suddenly new facts appear as a lightning in a clear blue sky!

Προσπαθούν να εξιχνιάσουν την ακτινοβολία του μέλανος σώματος και αδυνατούν να την αποδώσουν στο κύμα. Ο δράστης ξαναχτυπάει, διαπράττει νέο έγκλημα: πέφτοντας σε μέταλλα βγάζει ηλεκτρόνια (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο).

Προσπαθούν να την αποδώσουν στο κύμα, αλλά τα ίχνη δεν ταιριάζουν σ’ αυτό, ο τρόπος δράσης θυμίζει δουλειά του σωματιδίου. Τα παραπάνω φαινόμενα επισύρουν υποψίες και πάλι για το σωματίδιο.

Τώρα οι αστυνομικοί (επιστημονική κοινότητα) τα έχουν χαμένα, βρίσκονται σε μια σχιζοφρενική κατάσταση. Το σωματίδιο δεν μπορεί να έχει διαπράξει την περίθλαση, όμως ούτε το κύμα το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Πάμε για νέα αναθεώρηση της δίκης! Η κατάσταση όμως είναι πολύ  δύσκολη. Είναι αθώοι και οι δύο; Ή μήπως είναι συνένοχοι; Όμως η παρακολούθηση του ίδιου υπόπτου δείχνει ότι ο ίδιος είναι ικανός να διαπράξει και τα δύο εγκλήματα. Πραγματικό αδιέξοδο.

Τότε εμφανίζεται ένα προικισμένο μυαλό, ο κ. Planck, που κάνει μια τολμηρή υπόθεση: ο δράστης είναι ένας μεν, αλλά είναι διχασμένη προσωπικότητα, σαν άλλος Dr. Τζέκυλ και Mr. Χάυντ. Άλλοτε δρα ως Τζέκυλ (σωματίδιο) και άλλοτε ως Χάυντ (κύμα).

The scientists try to solve the black body radiation, but it is impossible to accredit it to the wave. The perpetrator strikes again, he commits a new crime: falling into metals brings out electronics (photoelectric effect).

 They try to accredit it to the wave, but the traces don’t suit the wave. The mode of action reminds that of the particle. The above phenomena may the particle again suspect.

 Now the policemen (the scientific community) are in a schizophrenic situation: the particle cannot provoke the diffraction, but neither the wave the photoelectric effect. We are going to another trial! The situation is very difficult. Are they both innocent? Or are they accomplices? But the monitoring of the same suspect shows that he is capable to commit both crimes. Real deadlock.

 Then appears a genius officer, Mr. Planck, who makes a bold hypothesis: The perpetrator is a divided personality, like another Dr. Jekyll and Mr. Hyde. Sometimes acts as Dr. Jekyll (particle) and sometimes as Mr. Hyde (wave)

Στην  άποψη αυτή προσχωρεί μια πλειάδα νέων λαγωνικών. Ένα από αυτά είναι πολύ γνωστό: ο κ. Einstein, που εξηγεί το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

To this point of view adhere a lot of new investigators. One of these is very known: Mr. Einstein, who explains the photoelectric effect.

Ο κ. Bohr εξηγεί το γραμμικό φάσμα του υδρογόνου,

Mr. Bohr explains the linear spectrum of the Hydrogen, but not of another elements. 

όχι όμως άλλων στοιχείων. Η θεωρία έχει ακόμα κενά. Λίγα χρόνια μετά συμπληρώνεται ως μια ολοκληρωμένη θεωρία, η κβαντική θεωρία.  

The theory has gaps yet. After a few years as a completed theory fills out, the quantum theory.

Σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωσή της έπαιξαν οι Heisenberg,

Significant role in its formulation had Heisenberg,  Later Feynman presented the quantum electrodynamics theory (QED).

Schrödinger

Schrödinger

και de Broglie. 

and de Broglie. 

Στην εποχή μας ο Feynman μας έδωσε την κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED).

Later Feynman presented the quantum electrodynamics theory (QED).

Η αλήθεια είναι ότι η κβαντική θεωρία είναι μια δύσκολη θεωρία, γιατί προσκρούει στην κοινή λογική και εμπειρία. Λένε ότι μόνο με την γλώσσα των Μαθηματικών μπορεί κανείς να την προσεγγίσει και όχι με την κοινή λογική. Είναι σαν να θέλουμε να περιγράψουμε το χρώμα σε ένα τυφλό. Μπορούμε μόνο με τη γλώσσα των Μαθηματικών να πούμε στον τυφλό ότι το κόκκινο φως έχει μήκος κύματος 700nm, το ιώδες 400nm. Έτσι και εμείς είμαστε τυφλοί μπροστά σε αυτά που συμβαίνουν στον κόσμο των πολύ μικρών διαστάσεων. Το φως είναι σωματίδιο (φωτόνιο), αλλά δεν υπακούει στους νόμους του Νεύτωνα, με αποτέλεσμα να παρουσιάζει κυματικές ιδιότητες (ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα).

The truth is that the quantum theory is a difficult theory, because it is in contrast with the common sense and experience. It seems as if we try to describe to a blind person the color. We with the mathematical language we can to say to him that the red light has wavelength 700nm, and the violet 400nm. In the same way we too are blind in the world of very very small dimensions, the microcosm. The light is a particle (photon), but it does not follow the Newton’s laws and as a result it presents wave properties (as electromagnetic wave).

Μπορούμε να πούμε ότι το φωτόνιο είναι σαν ένα νόμισμα με δύο όψεις, άλλοτε μας δείχνει την μια, άλλοτε την άλλη, ή να πούμε ότι οι σωματιδιακές και κυματικές ιδιότητες κάνουν το φωτόνιο «δυάδα ομοούσιο και αχώριστο».

Η συγχώνευση των δύο φαινομενικά αντίθετων θεωριών, της σωματιδιακής και της κυματικής, σε μια νέα μορφή, την κβαντική, μας θυμίζει ένα ανέκδοτο με τον Ναστραντίν Χότζα:
Όταν δύο αντίδικοι πήγαν στον Χότζα, αυτός, όταν άκουσε τον ένα, του λέει «έχεις δίκιο», όταν άκουσε και τον άλλο, λέει και σ’ αυτόν «έχεις δίκιο». Κάποιος που παρακολουθούσε τη δίκη, παρενέβη και είπε στον Xότζα «πώς γίνεται Χότζα μου, να έχουν και οι δύο δίκιο;». Τότε ο Χότζας του λέει «και συ έχεις δίκιο»!
Έτσι λοιπόν, παραφράζοντας την ιστορία, θα έλεγε και στον Νεύτωνα και στον Ηuygens ότι έχουν δίκιο κι οι δυο τους (δηλαδή και η σωματιδιακή και η κυματική θεωρία, όχι όμως με την κλασσική μορφή τους), και προπαντός στους οπαδούς της κβαντικής θεωρίας, που οι έννοιες σωματίδιο – κύμα, για αυτούς, δεν είναι έννοιες αντίθετες, αλλά συμπληρωματικές.

Η απόφαση της τελευταίας δίκης δεν αμφισβητήθηκε μέχρι σήμερα (Κανείς δεν ξέρει τι μπορεί να συμβεί στο μέλλον! Όνειρο των επιστημόνων είναι να συγχωνεύσουν την κβαντική με την θεωρία της Σχετικότητας του Einstein).
 

Τώρα, αν αυτά τα παράξενα σας φαίνονται ακατανόητα, μη φοβάστε ότι το μυαλό σας έχει πρόβλημα. Όπως είπε και ο Bohr«όποιος είναι σε θέση να αντιμετωπίσει την κβαντική θεωρία χωρίς να ζαλιστεί, δεν την έχει κατανοήσει».

We can say that the photon is like a coin with two faces, sometimes shows up one, sometimes the other, or we can say that particles and waves make the photon “consubstantial and inseparable double”

 We merging of two seemingly opposite theories to a new, the quantum theory, reminds us a joke with Nastradin Hotza:

 When two of other parties asked him, after he heard one said “you are right”. He told the same to the other. Somebody who was watching the trial said “is it possible, my Hotza, that  they are both right?” Then Hotza said “you are right too”!

 So paraphrasing the story, we would said to Newton and Huygens that they are both right (that is the corpuscular and wave theory, but not with the classical meaning) and especially to the fans of the quantum theory, who support that the meanings of particle and wave are not contradictory, but complementary.

 The verdict of the last trial is acceptable until today (no one knows what would be in the future! The scientists have a dream: to combine the quantum theory with the Einstein’s theory of relativity)

Now, if all these strange seems to you incomprehensible, don’t worry, your brain does not have a problem. As Bohr said “whoever has tried to study the quantum theory without been dizzy, he has not unterstood it”.