آلبرت انیشتین به درستی می پنداشت که زمان و مکان به خودی خود و به عنوان چیزی مستقل وجود نیامده اند بلکه در طی انفجار بزرگ به وجود آمدند. تنها در فضا۔ زمان منبسط مواد می توانند متراکم شوند و کهکشان ها و ستاره ها به وجود بیایند. تمام این وقایع توسط گرانش شکل گرفتند. چنان که روند منطقی نظریه ی نسبیت اقتضا می کرد، طی دهه های بعد از ۱۹۲۰، انیشتین کوشید یک نظریه ی میدان «واحد» ارائه کند که دو نیروی جاذبه و الکترومغناطیس را هم در بر بگیرد. چنان که می دانیم او موفق نشد.او مسائل زیادی از جمله نظریه ی کوانتوم، فیزیک ذرات بنیادی، علی الخصوص وجود بی چون و چرای نیروهای متقابلی مانند نیروهای هسته ای را در نظر نگرفت.اگرچه آلبرت انیشتین خود در آن زمان یعنی در ۱۹۰۵ نظریهی کوانتم را به وسیلهی فرضیه تابش کوانتمی نور پیش بینی کرده بود، اما سرسختانه در مقابلش ایستاد: «مکانیک کوانتمی البته حیرت انگیز است. اوایل سال ۱۹۰۰ ماکس پلانک فیزیکدان آلمانی در برلین به فهم این نکته نائل آمد که انرژی الکترومغناطیسی که در مواد تابیده یا جذب می شود، در بخش های کاملا مجزا و معین، یعنی در «بسته‌ها» یا کوانتم های انرژی قرار دارند. به این ترتیب نظریهی کوانتم پیروز شد و بزرگ ترین تغییر پس از نیوتن در فیزیک ایجاد شد. بدون این دستاورد امروزه نه انرژی هسته ای وجود داشت، نه ساعت های اتمی، نه سلولهای خورشیدی، نه ترانزیستورها و نه لیزر. در حالی که انیشتین نظریه ی پلانک را نقد می کرد، در ۱۹۱۳ در کپنهاگ، نیلز بوهر" فیزیکدان دانمارکی به وسیله مدل اتمی اش پیشرفتی سرنوشت ساز را رقم زد. طبق مدل اتمی او الکترونها با بار منفی گرداگرد هسته ی اتم با بار مثبت می چرخند.
یک دهه بعد، در ۱۹۲۵، شاگرد آلمانی بوهر، ورنر هایزنبرگ (۱۹۷۶-۱۹۰۱) و اروین شرودینگری اتریشی (۱۹۶۶۱-۱۸۸۷) نظریه های کامل تر کوانتم را عرضه کردند که از سایر نظریه ها مجزا بود. ماکس بورن (۱۹۷۰-۱۸۸۲) و پاول دیراک بریتانیایی ( ۱۹۰۲ - ۱۹۸۴ ) این نظریه را بیشتر توسعه دادند. در مکانیک کوانتومی قوانین حرکت در جهان نامرئی کوچک اتمها و مولکولها توضیح داده میشود و می تواند هر دو خاصیت ذره و موج بودن کوچک ترین جرم انرژی که به صورت یک واحد (کوانتم) ظاهر می شود را بدون تناقض در بر بگیرد. به این ترتیب فیزیک کوانتمی مبنای شیمی جدید و زیست شناسی مولکولی قرار گرفت.
چنان که اغلب اتفاق می افتد امری مجهول منجر به کشف دانشی جدید می گردد. فیزیک کوانتم منوط به رابطه مبهم و نامعینی است که توسط هایزنبرگ فرمول بندی شده است. ما حتی اگر موقعیت مکانی یک الکترون را بدانیم، نمی توانیم حرکت آن را پیش بینی کنیم (به اصطلاح اندازه ی حرکت یا ممنتم آن را به دست بیاوریم. هرچند اندازه گیری و محاسبه ی ما دقیق باشد، نمی توان به صورت همزمان مکان و اندازهی حرکت ذره را به دست آورد و در هر صورت اندازه گیری مبهم و در نتیجه «نامشخص» خواهد بود. طبق این کشف مهیج قطعیت فیزیکی وجود ندارد، بلکه احتمال حکمفرما است. پیامد این نظریه این است که اگر اندازه گیری دقیق حالت کنونی یک شیء غیر ممکن باشد (به معنای سنتی از وضعیت آینده اش نیز نمی توان خبر داد. بنابراین، تصادف، لزوما جزء اساسی و جدایی ناپذیر نظریه ی کوانتم است که با مشاهدات دقیق تر هم نمی توان آن را زدود.
لازمه ی تعیین مکان الکترون در حال گردش این بود که ابتدا با وسیله ای مانند یک تابش الکترومغناطیسی کوتاه طول موج (نور) روشن و مرئی می شود. روشن شدن الکترون با برخورد فوتونهای آن تابش به آن تحقق می یافت که اگر یک فوتون تنها هم بیشتر به آن برخورد نمی کرد، آن برخورد مکان واقعی الکترون را تغییر می داد. دیده می شود که در اینجا خود وسیلهی دیدن، یعنی نوری که برای رؤیت و اندازه گیری موقعیت مکانی الکترون به کار می رود، با ایجاد یک خطای سنجش در اندازه گیری آن پارامتر حرکت، نتیجه ی کار را کم دقت می کند. به عنوان مثال: کلاس پر از دانش آموزی را در نظر بگیرید که مدیر دبیرستان برای مشاهده ی رفتار شاگردان به آن وارد می شود. در چنین حالتی تشخیص رفتار عادی دانش آموزان از طریق مشاهدهی مستقیم ممکن نیست زیرا نفس عمل قدم گذاشتن مدیر در کلاس سبب غیر عادی شدن فوری رفتارها می شود. این اصل را در فیزیک، اصل عدم قطعیت می‌نامند.
به همین دلیل، اگرچه آلبرت انیشتین خود در آن زمان یعنی در ۱۹۰۵ نظریهی کوانتم را به وسیلهی فرضیه تابش کوانتمی نور پیش بینی کرده بود، اما سرسختانه در مقابلش ایستاد: «مکانیک کوانتمی البته حیرت انگیز است. اماندایی درونی به من می گوید که این هنوز تمام واقعیت نیست. نظریه ی کوانتم چیزهای زیادی را شرح می دهد، اما راستش ما را به راز «واحد قدیم» نزدیک نمی کند. به هر حال من یقین دارم که او (خدا) طاس نمی‌اندازد.»
منبع: علم و دین، هانس کوک، ترجمه رضا یعقوبی، چاپ اول، نشر تمدن علمی، تهران 1395
