Теория квантовой механики зародилась в 1900 году, когда немец Макс Планк при помощи опыта с горячим ящиком представил энергию электрического поля разделенной на порции – кванты. До этого господствовало мнение, что энергия беспрерывна.
Позже Эйнштейн в статье, за которую удостоился Нобелевской премии, показал, что из «кирпичиков» состоит и свет. Сегодня мы называем порции света фотонами.
Планк оказался «биологическим отцом» теории, Альберт Эйнштейн ее «воспитал». Дальше она развивалась благодаря «наставникам» – датчанину Нильсу Бору и немцу Вернеру Гейзенбергу.
В 20–30-е годы XX столетия Нильс Бор понял, что энергия электронов внутри атомов принимает только конкретные значения: электроны скачут по атомным орбитам, выделяя или поглощая определенное количество энергии.
Электрон – элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом. Входит в состав атомов наряду с протонами (с положительным зарядом), нейтронами (с нейтральным зарядом) и другими частицами. Число электронов и протонов в атоме всегда одинаково: оно соответствует порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.
Лучшие умы того времени принялись изучать эти квантовые скачки в копенгагенском институте Бора.
Написавший первые уравнения Вернер Гейзенберг предположил, что электроны материализуются, только когда с чем-то сталкиваются. У них нет конкретного места. Реальность будто нарисована пунктиром. Квантовые скачки – единственный способ электронов стать реальными. При этом скачки случайны. Нельзя спрогнозировать, где точно появится электрон, возможно лишь рассчитать вероятность, с которой он где-то окажется. Это было очень необычно для физики, в которой традиционно властвовали строгие законы.